इलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोगों में ग्रेफाइट का उपयोग

ग्रैफेन वह है जिसे वैज्ञानिक और इंजीनियर परमाणु स्तर पर ग्रेफाइट की एक परत कहते हैं, और ग्रैफेन की इन पतली परतों को लुढ़काया जा रहा है और नैनोट्यूब में उपयोग किया जा रहा है।यह प्रभावशाली विद्युत चालकता और सामग्री की असाधारण ताकत और कठोरता के कारण होने की संभावना है।

आज के कार्बन नैनोट्यूब का निर्माण लंबाई-से-व्यास अनुपात 132,000,000:1 तक किया गया है, जो कि किसी भी अन्य सामग्री की तुलना में काफी बड़ा है।नैनोटेक्नोलॉजी में उपयोग किए जाने के अलावा, जो अर्धचालकों की दुनिया में अभी भी काफी नया है, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अधिकांश ग्रेफाइट निर्माता दशकों से अर्धचालक उद्योग के लिए ग्रेफाइट के विशिष्ट ग्रेड बना रहे हैं।

2. इलेक्ट्रिक मोटर्स, जेनरेटर और अल्टरनेटर

कार्बन ग्रेफाइट सामग्री का उपयोग अक्सर इलेक्ट्रिक मोटर्स, जनरेटर और अल्टरनेटर में कार्बन ब्रश के रूप में किया जाता है।इस मामले में एक "ब्रश" एक उपकरण है जो स्थिर तारों और चलती भागों के संयोजन के बीच करंट का संचालन करता है, और इसे आमतौर पर एक घूर्णन शाफ्ट में रखा जाता है।

3. आयन प्रत्यारोपण

ग्रेफाइट का उपयोग अब इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में अधिक आवृत्ति के साथ किया जा रहा है।इसका उपयोग आयन इम्प्लांटेशन, थर्मोकपल्स, इलेक्ट्रिकल स्विच, कैपेसिटर, ट्रांजिस्टर और बैटरी में भी किया जा रहा है।

आयन आरोपण एक इंजीनियरिंग प्रक्रिया है जहां एक विशेष सामग्री के आयनों को विद्युत क्षेत्र में त्वरित किया जाता है और संसेचन के रूप में किसी अन्य सामग्री में प्रभावित किया जाता है।यह हमारे आधुनिक कंप्यूटरों के लिए माइक्रोचिप्स के उत्पादन में उपयोग की जाने वाली मूलभूत प्रक्रियाओं में से एक है, और ग्रेफाइट परमाणु आमतौर पर परमाणुओं के प्रकारों में से एक होते हैं जो इन सिलिकॉन आधारित माइक्रोचिप्स में शामिल होते हैं।

माइक्रोचिप्स के उत्पादन में ग्रेफाइट की अनूठी भूमिका के अलावा, ग्रेफाइट आधारित नवाचारों का उपयोग अब पारंपरिक कैपेसिटर और ट्रांजिस्टर को बदलने के लिए भी किया जा रहा है।कुछ शोधकर्ताओं के अनुसार, ग्राफीन पूरी तरह से सिलिकॉन का एक संभावित विकल्प हो सकता है।यह सबसे छोटे सिलिकॉन ट्रांजिस्टर की तुलना में 100 गुना पतला है, बिजली को अधिक कुशलता से संचालित करता है, और इसमें विदेशी गुण हैं जो क्वांटम कंप्यूटिंग में बहुत उपयोगी हो सकते हैं।ग्राफीन का उपयोग आधुनिक कैपेसिटर में भी किया गया है।वास्तव में, ग्रैफेन सुपरकेपसिटर परंपरागत कैपेसिटर्स (20 डब्ल्यू/सेमी 3 रिलीज) की तुलना में 20x गुना अधिक शक्तिशाली होते हैं, और वे आज की उच्च शक्ति वाली, लिथियम-आयन बैटरी से 3x गुना अधिक मजबूत हो सकते हैं।

4. बैटरी

जब बैटरी (सूखी सेल और लिथियम-आयन) की बात आती है, तो कार्बन और ग्रेफाइट सामग्री भी यहां महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।एक पारंपरिक ड्राई-सेल (बैटरी जो हम अक्सर अपने रेडियो, फ्लैशलाइट्स, रिमोट और घड़ियों में उपयोग करते हैं) के मामले में, एक धातु इलेक्ट्रोड या ग्रेफाइट रॉड (कैथोड) एक नम इलेक्ट्रोलाइट पेस्ट से घिरा होता है, और दोनों अंदर समाहित होते हैं एक धातु सिलेंडर।

आज की आधुनिक लिथियम-आयन बैटरी ग्रेफाइट का भी उपयोग कर रही हैं - एनोड के रूप में।पुरानी लिथियम-आयन बैटरियों में पारंपरिक ग्रेफाइट सामग्री का उपयोग किया जाता था, हालांकि अब जबकि ग्रैफेन अधिक आसानी से उपलब्ध हो रहा है, इसके बजाय अब ग्रैफेन एनोड का उपयोग किया जा रहा है - ज्यादातर दो कारणों से;1. ग्राफीन एनोड्स ऊर्जा को बेहतर तरीके से धारण करते हैं और 2. यह एक चार्ज समय का वादा करता है जो पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरी की तुलना में 10x गुना तेज है।

रिचार्जेबल लिथियम-आयन बैटरी इन दिनों अधिक से अधिक लोकप्रिय हो रही हैं।वे अब अक्सर हमारे घरेलू उपकरणों, पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स, लैपटॉप, स्मार्ट फोन, हाइब्रिड इलेक्ट्रिक कारों, सैन्य वाहनों और एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में भी उपयोग किए जाते हैं।