El গ্রাফিন এটি একটি উপাদান যা কার্বন পরমাণুর গ্রুপিং দ্বারা গঠিত যা একটি একক পরমাণুর পুরু একটি দ্বি-মাত্রিক স্তরে ষড়ভুজাকারভাবে সাজানো হয়। এই কাঠামোটি এটিকে একাধিক শারীরিক এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করতে দেয় যা এটিকে সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ উপকরণগুলির মধ্যে একটি করে তোলে। এটি প্রকৃতিতে প্রচুর পরিমাণে পাওয়া যায়, প্রধানত গ্রাফাইটে, কিন্তু গ্রাফাইট অগণিত স্তরের সমন্বয়ে গঠিত, গ্রাফিন একটি একক, অত্যন্ত পাতলা এবং প্রতিরোধী স্তর।
2004 সালে আন্দ্রে গেইম এবং কনস্ট্যান্টিন নভোসেলভ দ্বারা গ্রাফাইট ব্যবহার করে গ্রাফিনকে প্রথম বিচ্ছিন্ন করা হয়েছিল, যারা এই আবিষ্কারের জন্য 2010 সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার জিতেছিলেন। এক মিলিমিটার গ্রাফাইটে গ্রাফিনের তিন মিলিয়ন স্তর থাকতে পারে।
গ্রাফিনের বৈশিষ্ট্য
গ্রাফিন এর বিস্তৃত বৈশিষ্ট্যের কারণে বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের মধ্যে ব্যাপক আগ্রহ তৈরি করেছে। এখানে প্রধান কিছু আছে:
- তাপ এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা: গ্রাফিন সর্বোত্তম তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহীগুলির মধ্যে একটি যা পরিচিত, এমনকি তামা এবং রূপাকেও ছাড়িয়ে যায়৷ এই সম্পত্তি ইলেকট্রনিক্স এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য এটি আদর্শ করে তোলে।
- স্থিতিস্থাপকতা এবং নমনীয়তা: অত্যন্ত পাতলা হওয়া সত্ত্বেও, গ্রাফিন অত্যন্ত স্থিতিস্থাপক। এটি ভাঙা ছাড়াই এর আসল দৈর্ঘ্যের 20% পর্যন্ত প্রসারিত করতে পারে, এটি টাচ স্ক্রিন এবং ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলিতে নমনীয় উপকরণগুলির জন্য একটি দুর্দান্ত প্রার্থী করে তোলে।
- প্রতিরোধ এবং কঠোরতা: এর পাতলা হওয়া সত্ত্বেও, গ্রাফিন ইস্পাতের চেয়ে 200 গুণ বেশি শক্তিশালী এবং হীরার মতো বা তার চেয়েও বেশি কঠোরতা রয়েছে।
- স্বচ্ছতা: গ্রাফিন কার্যত স্বচ্ছ, আলোকে সর্বনিম্ন ২.৩% শোষণের মাধ্যমে এর মধ্য দিয়ে যেতে দেয়। অতএব, এটি স্ক্রিন এবং সৌর কোষে ব্যবহার করা যেতে পারে।
- উচ্চ ঘনত্ব: এই উপাদানটি হিলিয়ামের মতো ছোট পরমাণুর উত্তরণকে আটকাতে পারে, কিন্তু পানিকে এর মধ্য দিয়ে যেতে দেয়, এটি জল পরিস্রাবণ এবং বিশুদ্ধকরণের জন্য একটি চমৎকার প্রার্থী করে তোলে।
- অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল প্রভাব: ব্যাকটেরিয়া গ্রাফিনে প্রসারিত হতে পারে না, যা এটিকে বায়োমেডিসিনে উপযোগী করে তোলে।
- সূর্যালোকের মাধ্যমে বিদ্যুৎ উৎপাদন: দীর্ঘ সময় সূর্যালোকের সংস্পর্শে থাকলে গ্রাফিনের বিদ্যুৎ উৎপন্ন করার ক্ষমতা রয়েছে।
গ্রাফিন অ্যাপ্লিকেশন
গ্রাফিনের অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে বিভিন্ন ধরণের সেক্টরে অ্যাপ্লিকেশন খুঁজে পেতে অনুমতি দিয়েছে। নীচে, আমরা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কিছু অন্বেষণ করি:
ইলেকট্রনিক্স
ইলেকট্রনিক্সের ক্ষেত্রে গ্রাফিন দারুণ সম্ভাবনা দেখিয়েছে। এর উচ্চ পরিবাহিতা এবং নমনীয়তা উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ট্রানজিস্টর, মাইক্রোচিপ এবং নমনীয় ডিসপ্লেতে এটি ব্যবহারের অনুমতি দেয়। এর স্বচ্ছতার জন্য ধন্যবাদ, এটি টাচ স্ক্রিন এবং নমনীয় OLED ডিভাইসে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা বিভিন্ন প্রযুক্তিগত খাতে বিপ্লব ঘটাতে পারে।
পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি
গ্রাফিন নবায়নযোগ্য শক্তির জন্য একটি মূল উপাদান হয়ে উঠেছে। সৌর প্যানেলের মধ্যে অন্তর্ভুক্ত করা হলে, এটি এর কার্যকারিতা বাড়াতে পারে এবং এর উচ্চ পরিবাহিতার কারণে, এটি উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ব্যাটারিতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা পরবর্তী বিভাগে দেখা যাবে।
স্বয়ংচালিত
স্বয়ংচালিত শিল্প ইতিমধ্যে বৈদ্যুতিক গাড়ির পরিসর এবং চার্জিং গতি উন্নত করতে গ্রাফিন ব্যাটারি ব্যবহার করছে। গ্রাফিন দিয়ে আরও টেকসই এবং হালকা টায়ারও তৈরি করা হচ্ছে।
গ্রাফিন ব্যাটারি
গ্রাফিন ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় বিপ্লবের প্রতিশ্রুতি দেয়। গ্রাফিনের বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য ধন্যবাদ, এই ব্যাটারিগুলি ঐতিহ্যবাহী লিথিয়াম ব্যাটারির তুলনায় অনেক বেশি শক্তির ঘনত্ব অর্জন করতে পারে, যা তাদের দ্বারা চালিত ডিভাইসগুলিকে দীর্ঘস্থায়ী করতে এবং দ্রুত চার্জ করতে দেয়।
অতিরিক্তভাবে, গ্রাফিন ব্যাটারিগুলির চরম তাপমাত্রার সহনশীলতা বেশি থাকে, যা তাপীয় স্থিতিশীলতার প্রয়োজনে এগুলিকে আদর্শ করে তোলে। এই ব্যাটারিগুলো সময়ের সাথে সাথে কম পরিধানও দেখায়, তাই প্রচলিত ব্যাটারির তুলনায় এগুলোর আয়ু অনেক বেশি।
গ্রাফিনের সুবিধা এবং অসুবিধা
সুবিধা
- উচ্চ প্রতিরোধের এবং লঘুতা: একটি শক্তিশালী কিন্তু হালকা উপাদান প্রয়োজন যেখানে অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ.
- শক্তি দক্ষতা: এর ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্যের জন্য ধন্যবাদ, কিছু অ্যাপ্লিকেশনে গ্রাফিন কম শক্তি খরচ করে।
- নমনীয়তা: নমনীয় ইলেকট্রনিক ডিভাইসের উন্নয়নে নতুন সম্ভাবনা প্রদান করে।
- ঔষধে অ্যাপ্লিকেশন: সেন্সর থেকে শুরু করে উন্নত চিকিৎসা, চিকিৎসা প্রযুক্তিতে গ্রাফিনের দারুণ সম্ভাবনা রয়েছে।
অসুবিধেও
- সীমিত উত্পাদন: অগ্রগতি সত্ত্বেও, বৃহৎ আকারের গ্রাফিন উৎপাদন এখনও তার খরচ এবং উৎপাদনে জটিলতার কারণে চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন।
- কয়েকটি বাণিজ্যিক অ্যাপ্লিকেশন: যদিও আশাব্যঞ্জক, গ্রাফিনের বেশিরভাগ প্রয়োগ এখনও পরীক্ষামূলক বা গবেষণা পর্যায়ে রয়েছে।
সারা বিশ্বে গ্রাফিন উৎপাদনের আরও দক্ষ এবং সাশ্রয়ী পদ্ধতি খুঁজে বের করার জন্য গবেষণা চলছে। কিছু কৌশল যেমন যান্ত্রিক এক্সফোলিয়েশন, রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD) এবং গ্রাফিন অক্সাইডের রাসায়নিক হ্রাস (GO) উপাদানগুলিকে প্রাপ্ত করার অনুমতি দেয়, তবে উত্পাদিত গ্রাফিনের গুণমানের ক্ষেত্রে ব্যয়বহুল বা সীমাবদ্ধতা রয়েছে।
যাইহোক, আশা করা হচ্ছে যে অদূর ভবিষ্যতে, উত্পাদন প্রক্রিয়ার উন্নতির সাথে, গ্রাফিন অসংখ্য বাণিজ্যিক পণ্যের একটি মূল উপাদান হয়ে উঠবে। এর বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য ধন্যবাদ, এটি প্রযুক্তি থেকে ওষুধ পর্যন্ত একাধিক শিল্প খাতকে প্রভাবিত করার বিপুল সম্ভাবনা রয়েছে।
গ্রাফিন নিঃসন্দেহে সাম্প্রতিক বছরগুলিতে বিজ্ঞান আবিষ্কৃত সবচেয়ে বৈপ্লবিক উপকরণগুলির মধ্যে একটি। যদিও এটি এখনও এর উত্পাদন এবং বাণিজ্যিকীকরণের ক্ষেত্রে চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি, এর অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনগুলির প্রস্তাব দেয় যা সমগ্র শিল্পকে রূপান্তর করতে পারে।