वैज्ञानिकों ने आखिरकार ग्रेफीन बनाया, अगली पीढ़ी की अद्भुत सामग्री

एक दशक से अधिक समय से, वैज्ञानिक कार्बन के एक नए रूप को संश्लेषित करने की कोशिश कर रहे हैं, जिसे ग्रेफीन कहा जाता है, लेकिन कोई सफलता नहीं मिली। लेकिन कोलोराडो बोल्डर विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने अंततः कार्बन के मायावी आवंटन को बनाने में सफलता प्राप्त की है। यह शोध कार्बन सामग्री विज्ञान में लंबे समय से चली आ रही खाई को भरता है और इलेक्ट्रॉनिक्स, प्रकाशिकी और अर्धचालक अनुसंधान के लिए बिल्कुल नई संभावनाएं खोलता है।

शोधकर्ताओं ने नेचर सिंथेसिस में प्रकाशित “डायनेमिक कोवैलेंट केमिस्ट्री का उपयोग करते हुए -ग्राफीन का संश्लेषण” नामक एक अध्ययन में अपनी प्रक्रिया का दस्तावेजीकरण किया है।

विभिन्न उद्योगों में तत्व की बहुमुखी प्रतिभा और उपयोगिता के कारण विभिन्न कार्बन आवंटन (रूपों) के निर्माण में लंबे समय से रुचि रखने वाले वैज्ञानिक हैं।

कार्बन के संकर और उनके संबंधित बांडों का उपयोग कैसे किया जाता है, इस पर निर्भर करते हुए कार्बन आवंटन का निर्माण विभिन्न तरीकों से किया जा सकता है। इस तरह के सबसे प्रसिद्ध आवंटन में पेंसिल और हीरे में इस्तेमाल होने वाला ग्रेफाइट शामिल है। वे क्रमशः ‘sp2’ कार्बन और ‘sp3’ कार्बन से निर्मित होते हैं।

वैज्ञानिकों ने पिछले कुछ वर्षों में फुलरीन और ग्रैफेन समेत विभिन्न ऐसे आवंटन बनाने के लिए पारंपरिक तरीकों का इस्तेमाल किया है। इन सामग्रियों पर काम करने वाले शोधकर्ताओं को क्रमशः 1996 और 2010 में रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।

लेकिन दुर्भाग्य से, ये विधियां किसी भी प्रकार की बड़ी क्षमता में विभिन्न प्रकार के कार्बन को एक साथ संश्लेषित करने की अनुमति नहीं देती हैं और यह ग्राफीन बनाने के लिए आवश्यक है। इस बाधा के कारण, ग्रैफेन एक सैद्धांतिक सामग्री बनी रही जिसमें अद्वितीय विद्युत, यांत्रिक और ऑप्टिकल गुण होने का अनुमान लगाया गया था।

क्षेत्र के शोधकर्ताओं ने शोध लेख के सह-लेखक वेई झांग और उनके प्रयोगशाला समूह से संपर्क किया। झांग सीयू बोल्डर में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर हैं और प्रतिवर्ती रसायन विज्ञान का अध्ययन करते हैं। प्रतिवर्ती रसायन शास्त्र बांडों को बेचने-सही करने की अनुमति देता है, इस प्रकार डीएनए के समान सिंथेटिक पॉलिमर जैसे नए प्रकार के ‘जाली’ (आदेशित संरचनाएं) बनाने की संभावनाएं खोलता है।

टीम ने एक नई तरह की सामग्री बनाने के लिए थर्मोडायनामिक्स और काइनेटिक नियंत्रण के साथ एल्केनी मेटाथेसिस नामक एक प्रक्रिया का उपयोग किया जो ग्रैफेन की चालकता को प्रतिद्वंद्वी बना सकता है, लेकिन नियंत्रण के साथ। एल्काइन मेटाथेसिस एक कार्बनिक प्रतिक्रिया को संदर्भित करता है जिसमें एल्काइन रासायनिक बंधों का पुनर्वितरण (काटना और बनाना) शामिल है। अल्काइन्स कम से कम एक कार्बन-कार्बन ट्रिपल सहसंयोजक बंधन वाले हाइड्रोकार्बन हैं।

सामग्री सफलतापूर्वक बनाई गई है। लेकिन टीम को अभी भी कई और विवरणों पर गौर करने की जरूरत है, जिसमें इसे बड़े पैमाने पर कैसे बनाया जाए और विभिन्न विभिन्न उपयोग मामलों के लिए इसे कैसे हेरफेर किया जाए। इन प्रयासों से सामग्री के अधिक विद्युत और ऑप्टिकल गुणों का पता लगाने में मदद मिलेगी, जिससे इसे लिथियम-आयन बैटरी जैसे अनुप्रयोगों में उपयोग किया जा सकेगा।