গ্রাফাইট পেপার, একটি উপন্যাস কার্বন - ভিত্তিক উপাদান, একটি বিশেষায়িত এক্সফোলিয়েশন এবং প্রেসিং প্রক্রিয়াটির মাধ্যমে প্রাকৃতিক গ্রাফাইট বা উচ্চমুখী পাইরোলিটিক গ্রাফাইট (HOHG) থেকে তৈরি। এটি দুর্দান্ত বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা, তাপ পরিবাহিতা এবং গ্রাফাইটের রাসায়নিক স্থিতিশীলতার সাথে স্বল্পতা, পাতলা এবং কাগজের নমনীয়তার সাথে একত্রিত করে। এর সৃষ্টি কেবল উপকরণ বিজ্ঞানের ক্ষেত্রে একটি উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি নয়, তবে শক্তি, ইলেকট্রনিক্স এবং পরিবেশের মতো ক্ষেত্রগুলিতে গভীর প্রয়োগের সম্ভাবনাও প্রদর্শন করে, প্রযুক্তিগত উদ্ভাবন চালানো এবং বৈজ্ঞানিক বোঝাপড়া গভীরতর করে তোলে।
1। কাঠামো এবং পারফরম্যান্সে বৈজ্ঞানিক যুগান্তকারী: মাইক্রো থেকে ম্যাক্রোতে সমন্বিত অপ্টিমাইজেশন
গ্রাফাইট পেপারের বৈজ্ঞানিক তাত্পর্য মূলত মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং ম্যাক্রোস্কোপিক বৈশিষ্ট্যের মধ্যে এর অনন্য সমন্বয়ে প্রতিফলিত হয়। Traditional তিহ্যবাহী গ্রাফাইট উপকরণগুলি বেশিরভাগ বাল্ক বা পাউডার আকারে থাকে, এটি হালকা ওজনের এবং নমনীয়তার জন্য প্রয়োজনীয় অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সরাসরি প্রয়োগ করা কঠিন করে তোলে। যাইহোক, গ্রাফাইট মাইক্রোশিটগুলির ইন্টারলেয়ার স্ট্যাকিং নিয়ন্ত্রণ করে (সাধারণত কিছু এসপি² হাইব্রিডাইজড কার্বন স্তরগুলির অর্ডারযুক্ত কাঠামো ধরে রাখা), গ্রাফাইট পেপার দুটি - স্কেল একটি ম্যাক্রোস্কোপিক ধারাবাহিকতায় ডাইমেনশনাল ন্যানোশিটস থেকে একটি ক্রস - স্কেল অর্জন করে। এর সাধারণ বেধটি কেবল 0.05 -} 1 মিমি এবং এর ঘনত্ব প্রায় 2.1 - 2.3g/সেমি³ (গ্রাফাইটের তাত্ত্বিক ঘনত্বের কাছাকাছি)। যাইহোক, এটি 1000-3000 ডাব্লু/(এম · কে) (একক-স্তর গ্রাফিনের সাথে তুলনীয়), 10⁵ -10⁶ এস/এম (প্রায় 80% তামা) এর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা, এবং দুর্দান্ত রাসায়নিক জড়তা এবং অক্সিডেশন প্রতিরোধের) এর একটি - বিমানের তাপীয় পরিবাহিতা গর্বিত করে। লাইটওয়েট, উচ্চ পরিবাহিতা এবং স্থিতিশীলতার এই সংমিশ্রণটি traditional তিহ্যবাহী উপকরণগুলির অন্তর্নিহিত পারফরম্যান্স ট্রেড-অফগুলিকে কাটিয়ে উঠেছে, শক্তি সংক্রমণে তাপীয় পরিচালনার চ্যালেঞ্জগুলি এবং বৈদ্যুতিন ডিভাইসে নমনীয় বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা প্রয়োজনীয়তার জন্য একটি মূল উপাদান ভিত্তি সরবরাহ করে।
2। শক্তি খাতে উদ্ভাবন: তাপীয় পরিচালনা এবং শক্তি সঞ্চয় দক্ষতা উন্নত করা
শক্তি প্রযুক্তিতে দ্রুত বিকাশের পটভূমির বিপরীতে, গ্রাফাইট পেপারের মূল মানটি প্রাথমিকভাবে তাপ পরিচালনায় প্রতিফলিত হয়। উচ্চ - পাওয়ার ঘনত্ব ডিভাইসগুলি (যেমন 5 জি বেস স্টেশন চিপস এবং নতুন শক্তি গাড়ির ব্যাটারি), পারফরম্যান্স অবক্ষয় এবং এমনকি স্থানীয় ওভারহিটিংয়ের কারণে সৃষ্ট সুরক্ষা ঘটনাগুলি একটি বড় বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে। গ্রাফাইট পেপার, এর আল্ট্রা - উচ্চতর - বিমানের তাপীয় পরিবাহিতা, দক্ষতার সাথে একটি লক্ষ্যযুক্ত পদ্ধতিতে তাপ পরিচালনা করে (উদাহরণস্বরূপ, ইন্টারলেয়ারের সাথে লম্ব দিকের তাপীয় পরিবাহিতা কেবল প্রায় 10 ডাব্লু/(এম · কে), যখন এটি -}}}}}}}}}} এটি এটিকে ব্যাটারি তাপীয় প্রসারণ স্তরগুলিতে (যেমন টেসলার 4680 ব্যাটারিতে গ্রাফাইট হিট ডিসপ্লিপেশন ফিল্ম) এবং এলইডি চিপগুলির জন্য তাপ অপচয় হ্রাস স্তর হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। পরীক্ষামূলক তথ্য দেখায় যে লিথিয়াম ব্যাটারি মডিউলগুলিতে গ্রাফাইট পেপার বাফার স্তর যুক্ত করা চার্জের সময় সর্বাধিক তাপমাত্রা হ্রাস করতে পারে এবং স্রাব 15-20 ডিগ্রি দ্বারা স্রাব করতে পারে এবং চক্রের জীবনকে 30%এরও বেশি বাড়িয়ে দিতে পারে।
গ্রাফাইট পেপার শক্তি সঞ্চয় ডিভাইসেও গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। সুপার ক্যাপাসিটারগুলির জন্য একটি নমনীয় ইলেক্ট্রোড উপাদান হিসাবে, এর উচ্চ পরিবাহিতা আন্তঃফেসিয়াল প্রতিরোধের হ্রাস করে (traditional তিহ্যবাহী সক্রিয় কার্বন ইলেক্ট্রোডগুলির চেয়ে 50% এরও কম)। এর স্তরযুক্ত কাঠামোটি আয়নগুলির জন্য দ্রুত দুটি - মাত্রিক প্রসারণ পথ সরবরাহ করে (যেমন লি এবং না⁺), ডিভাইসটিকে তার প্রাথমিক ক্যাপাসিট্যান্সের 90% এরও বেশি বজায় রাখতে সক্ষম করে এমনকি বাঁকানো এমনকি। আরও উল্লেখযোগ্যভাবে, গ্রাফাইট কাগজটি শক্ত - রাষ্ট্রের ইলেক্ট্রোলাইট ঝিল্লিগুলির জন্য একটি সহায়ক সাবস্ট্রেট হিসাবে পরিবেশন করতে পারে। পৃষ্ঠের কার্যকারিতা (যেমন সালফোনিক অ্যাসিড গ্রুপগুলির প্রবর্তন) লিথিয়াম ধাতব ব্যাটারিগুলিতে লিথিয়াম আয়নগুলির অভিন্ন জমার উন্নতি করতে পারে, ডেনড্রাইট বৃদ্ধিকে বাধা দেয় এবং এইভাবে ব্যাটারির সুরক্ষা উন্নত করতে পারে।
3। ইলেকট্রনিক্স এবং সেন্সিং প্রযুক্তি ক্ষমতায়িত: নমনীয় ইলেকট্রনিক্সের জন্য একটি ভিত্তিযুক্ত উপাদান
নমনীয় বৈদ্যুতিন ডিভাইসগুলির দ্রুত বিকাশের সাথে (যেমন পরিধানযোগ্য সেন্সর এবং ফোল্ডেবল স্ক্রিন টাচস্ক্রিন), traditional তিহ্যবাহী অনমনীয় পরিবাহী উপকরণ (যেমন ধাতব ছায়াছবি এবং ইন্ডিয়াম টিন অক্সাইড (আইটিও)) তাদের ব্রিটলেন্সি এবং জটিলতার কারণে এই প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ করতে অক্ষম। গ্রাফাইট পেপারের নমনীয়তা এবং পরিবাহিতাটির দ্বৈত বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে একটি আদর্শ বিকল্প হিসাবে তৈরি করে: এটি পরিবাহিতা ক্ষতি ছাড়াই 10⁵ নমন (1 মিমি এরও কম বক্ররেখা ব্যাসার্ধ সহ) সহ্য করতে পারে এবং সাধারণ মেশিনিংয়ের মাধ্যমে (যেমন কাটা এবং খোঁচা দেওয়ার মতো) কোনও আকারে গঠিত হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, নমনীয় স্ট্রেন সেন্সরগুলিতে, গ্রাফাইট কাগজটি ইলাস্টিক পলিমারগুলির সাথে সংমিশ্রিত হয়, স্ট্রেনের সাথে বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের পরিবর্তনের ক্ষেত্রে তার সংবেদনশীলতাটিকে (5-10 এর সংবেদনশীলতা সহগ (জিএফ) সহ) উচ্চতর - যেমনটি মানব পাল এবং জয়েন্টের গতিবিধি) যথার্থ পর্যবেক্ষণকে সক্ষম করে) এর সংবেদনশীলতা অর্জন করে। বৈদ্যুতিন ত্বকের ক্ষেত্রে, গ্রাফাইট পেপার - ভিত্তিক সেন্সরগুলি বায়োমাইমেটিক রোবটগুলিতে স্পর্শকাতর প্রতিক্রিয়ার জন্য মূল প্রযুক্তিগত সহায়তা সরবরাহ করে -20 ডিগ্রি থেকে 150 ডিগ্রি থেকে বিস্তৃত তাপমাত্রার পরিসীমা ধরে স্থিরভাবে পরিচালনা করতে পারে।
4 .. পরিবেশগত এবং টেকসই বিজ্ঞানের সম্ভাব্য মান
গ্রাফাইট পেপারের বৈজ্ঞানিক তাত্পর্যও পরিবেশ সুরক্ষায় প্রসারিত। এর কাঁচামাল, গ্রাফাইট, পৃথিবীর ভূত্বকগুলিতে পাওয়া একটি প্রচুর কার্বন উপাদান (গ্লোবাল প্রাকৃতিক গ্রাফাইট রিজার্ভগুলি 300 মিলিয়ন টনের বেশি)। তদ্ব্যতীত, উত্পাদন প্রক্রিয়াটি সবুজ রসায়নের নীতিগুলির সাথে সামঞ্জস্য রেখে বর্জ্য গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোডগুলি (যেমন স্টিলমেকিং থেকে), রিসোর্স পুনঃব্যবহার অর্জনের পুনর্ব্যবহারের জন্য অনুমতি দেয়। তদ্ব্যতীত, গ্রাফাইট পেপারের ছিদ্রযুক্ত কাঠামো (এর পোরোসিটি একটি নিয়ন্ত্রিত জারণ -}}} হ্রাস প্রক্রিয়াটির মাধ্যমে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে) এটি ভারী ধাতব আয়ন এবং জৈব রঞ্জকগুলির মতো দূষণকারীদের জন্য দুর্দান্ত শোষণ কর্মক্ষমতা প্রদর্শন করতে সক্ষম করে। পরীক্ষাগুলি দেখিয়েছে যে অ্যামিনো - ফাংশনালাইজড গ্রাফাইট পেপার পিবিএর জন্য 280 মিলিগ্রাম/জি এর একটি শোষণ ক্ষমতা অর্জন করতে পারে, সক্রিয় কার্বন (প্রায় 100 মিলিগ্রাম/জি) এর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে অতিক্রম করে। দীর্ঘমেয়াদে, প্রতিনিধি কার্বন হিসাবে - ভিত্তিক কার্যকরী উপাদান হিসাবে, গ্রাফাইট পেপার "কার্বন - থেকে - কার্বন" প্রযুক্তিগুলির জন্য একটি নতুন উপাদান প্ল্যাটফর্ম সরবরাহ করে (যেমন কার্বন ডাই অক্সাইড সংশ্লেষণ এবং রূপান্তর) কার্বন নিরপেক্ষতা অর্জনের লক্ষ্যে।
গ্রাফাইট পেপারের বৈজ্ঞানিক তাত্পর্য কেবল তার যুগান্তকারী কর্মক্ষমতা নয়, "ব্রিজ উপাদান" হিসাবে তার ভূমিকায়ও রয়েছে, বেসিক গবেষণা এবং প্রকৌশল অ্যাপ্লিকেশনগুলি ব্রিজিং করা: ম্যাক্রোস্কেলে শক্তি, ইলেকট্রনিক্স এবং পরিবেশগত প্রযুক্তিতে নতুনত্ব প্রচারের জন্য মাইক্রোস্কেলে দুটি - মাত্রিক কার্বন উপকরণগুলির সমাবেশের নিদর্শনগুলি প্রকাশ করা থেকে। প্রস্তুতি প্রক্রিয়াগুলির অপ্টিমাইজেশনের সাথে (যেমন রাসায়নিক বাষ্প ডিপোজিশন (সিভিডি) ব্যবহার করে বৃহত -} অঞ্চল গ্রাফাইট কাগজের সরাসরি বৃদ্ধি) এবং কার্যকরী নকশায় আরও অগ্রগতি (যেমন নাইট্রোজেন বা বোরন পরমাণু দিয়ে ডোপিং করে বৈদ্যুতিন কাঠামোর মড্যুলেশন), গ্রাফাইট পেপারকে একটি অবলম্বনকে সমর্থন করে এবং এর ফলে অগ্রগতি অব্যাহত রাখার প্রত্যাশা করা হয়।
