वैज्ञानिकों ने क्रिस्टलीय गामा-ग्राफीन का संश्लेषण किया | Sci-News.com

ग्रैफिन दो-आयामी कार्बन अलॉट्रोप हैं जो आश्चर्यजनक सामग्री ग्रैफेन के समान हैं जो वैकल्पिक रूप से पारदर्शी और यांत्रिक रूप से लचीला है, और फिर भी मजबूत और इलेक्ट्रॉनिक रूप से प्रवाहकीय है।

100 एनएम SiO2 / Si पर गामा-ग्राफीन की ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी;  इनसेट: संबंधित एएफएम छवि चरण ऊंचाई दिखा रही है।  छवि क्रेडिट: हू एट अल।, दोई: 10.1038 / s44160-022-00068-7।

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कार्बन परमाणु हो सकते हैं एसपी3, एसपी2 या सपा-संकरित (विभिन्न तरीकों से वे अन्य तत्वों से बंध सकते हैं) पड़ोसी कार्बन परमाणुओं के साथ सिंगल, डबल या ट्रिपल बॉन्ड बनाने के लिए और इस प्रकार विभिन्न एलोट्रोप्स का उत्पादन करते हैं। सबसे प्रसिद्ध कार्बन अलॉट्रोप ग्रेफाइट और हीरा हैं।

कार्बन अलॉट्रोप्स में विशिष्ट भौतिक गुण होते हैं जो कई प्रकार के बांडों के अद्वितीय संयोजन और व्यवस्था से उत्पन्न होते हैं जिनमें विभिन्न लंबाई, ताकत, ज्यामिति और इलेक्ट्रॉनिक गुण होते हैं।

उदाहरण के लिए, ग्रेफाइट अपारदर्शी और नरम होता है, जबकि हीरा पारदर्शी और सबसे कठोर ज्ञात प्राकृतिक पदार्थ होता है।

नए कार्बन आवंटन के निर्माण के लिए जबरदस्त शोध प्रयास किए गए हैं, जिसमें फुलरीन (1996 में रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित), कार्बन नैनोट्यूब, ग्राफीन (2010 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित), एक बाइफेनिलीन नेटवर्क और साइक्लो शामिल हैं।[18]कार्बन।

उपरोक्त सभी ज्ञात अलॉट्रोप एक ही प्रकार के कार्बन परमाणु से बने होते हैं। हालाँकि, के विभिन्न संयोजनों से बने कई और भी हैं एसपी3, एसपी2 आत्मा सपा-संकरित कार्बन परमाणु और अभी तक खोजा नहीं जा सका है।

ग्राफीन के विपरीत, जिसमें पूरी तरह से शामिल होते हैं एसपी2संकरित कार्बन, ग्राफीन में होते हैं सपा-समय-समय पर संकरणित कार्बन को एक में एकीकृत किया जाता है एसपी2हाइब्रिड कार्बन फ्रेमवर्क

यह भविष्यवाणी की गई थी कि ग्रैफेन पेचीदा और अद्वितीय इलेक्ट्रॉन-संचालन, यांत्रिक और ऑप्टिकल गुणों का प्रदर्शन करेगा।

विशेष रूप से, ग्राफीन में इलेक्ट्रॉन चालन असाधारण रूप से तेज होगा, जैसा कि ग्राफीन में होता है। फिर भी, ग्राफीन में बहुआयामी चालन के विपरीत, कुछ ग्राफीनों में इलेक्ट्रॉन चालन को एक परिभाषित दिशा में नियंत्रित किया जा सकता है।

विभिन्न प्रकार के निम्न-आणविक-भार ग्राफीन के टुकड़े या एथिनिलीन-लिंक्ड आणविक आर्किटेक्चर, जिसमें कार्बाइन शामिल हैं, को कई शोध समूहों द्वारा संश्लेषित किया गया था।

कोलोराडो बोल्डर विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान विभाग के एक शोधकर्ता पहले लेखक यिमिंग हू ने कहा, “ग्राफीन बनाना वास्तव में एक पुराना, लंबे समय से चलने वाला प्रश्न है, लेकिन चूंकि सिंथेटिक उपकरण सीमित थे, इसलिए रुचि कम हो गई।”

“हमने समस्या को फिर से निकाला और एक पुरानी समस्या को हल करने के लिए एक नए उपकरण का उपयोग किया जो वास्तव में महत्वपूर्ण है।”

गामा-ग्राफीन का संश्लेषण।  छवि क्रेडिट: हू एट अल।, दोई: 10.1038 / s44160-022-00068-7।

गामा-ग्राफीन का संश्लेषण। छवि क्रेडिट: हू और अन्य।, डोई: 10.1038 / s44160-022-00068-7।

एल्काइन मेटाथिसिस प्रतिक्रिया (जैविक प्रतिक्रिया जिसमें अल्काइन रासायनिक बंधों का पुनर्वितरण, या काटने और सुधार शामिल है), थर्मोडायनामिक्स और गतिज नियंत्रण का उपयोग करते हुए, हू और उनके सहयोगियों ने गामा-ग्राफीन को सफलतापूर्वक संश्लेषित करने में सक्षम थे।

कोलोराडो बोल्डर विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान विभाग के वरिष्ठ लेखक प्रोफेसर वेई झांग ने कहा, “ग्रैफेन और ग्रैफेन के बीच एक बहुत बड़ा अंतर है लेकिन एक अच्छे तरीके से।”

“यह अगली पीढ़ी की आश्चर्य सामग्री हो सकती है। इसलिए लोग काफी उत्साहित हैं।”

जबकि सामग्री को सफलतापूर्वक बनाया गया है, शोधकर्ता अभी भी इसके विशेष विवरणों को देखना चाहते हैं, जिसमें सामग्री को बड़े पैमाने पर कैसे बनाया जाए और इसे कैसे हेरफेर किया जा सकता है।

प्रोफेसर झांग ने कहा, “हम वास्तव में परमाणु स्तर से वास्तविक उपकरणों तक, प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक रूप से, कई आयामों से इस उपन्यास सामग्री का पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं।”

“इन प्रयासों, बदले में, यह पता लगाने में सहायता करनी चाहिए कि लिथियम-आयन बैटरी जैसे उद्योग अनुप्रयोगों के लिए सामग्री के इलेक्ट्रॉन-संचालन और ऑप्टिकल गुणों का उपयोग कैसे किया जा सकता है।”

“हमें उम्मीद है कि भविष्य में हम लागत कम कर सकते हैं और प्रतिक्रिया प्रक्रिया को सरल बना सकते हैं, और फिर, उम्मीद है कि लोग वास्तव में हमारे शोध से लाभान्वित हो सकते हैं,” हू ने कहा।

टीम का पेपर जर्नल में प्रकाशित हुआ था प्रकृति संश्लेषण.

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वाई हू और अन्य. गतिशील सहसंयोजक रसायन विज्ञान का उपयोग करके -ग्राफीन का संश्लेषण। रात। सिंथ, 9 मई 2022 को ऑनलाइन प्रकाशित; डोई: 10.1038 / s44160-022-00068-7

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