በኤሌክትሮኒክስ አፕሊኬሽኖች ውስጥ የግራፋይት አጠቃቀም

ግራፊን ሳይንቲስቶችና መሐንዲሶች በአቶሚክ ደረጃ አንድ ነጠላ የግራፋይት ንብርብር ብለው የሚጠሩት ሲሆን እነዚህ ቀጫጭን የግራፋይት ንብርብሮች እየተጠቀለሉና በናኖቱብ ውስጥ ጥቅም ላይ እየዋሉ ነው። ይህ ሊሆን የቻለው በሚያስደንቅ የኤሌክትሪክ ኮንዳክሽን እና በቁሱ ልዩ ጥንካሬ እና ጥንካሬ ምክንያት ሊሆን ይችላል።

የዛሬዎቹ የካርቦን ናኖቱቦች እስከ 132,000,000:1 ርዝመት እና ዲያሜትር ጥምርታ ያላቸው ሲሆኑ፣ ይህም ከማንኛውም ቁሳቁስ በእጅጉ ይበልጣል። አሁንም በሴሚኮንዳክተሮች ዓለም ውስጥ አዲስ በሆነው ናኖቴክኖሎጂ ውስጥ ጥቅም ላይ ከመዋሉ በተጨማሪ አብዛኛዎቹ የግራፋይት አምራቾች ለሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ለአስርተ ዓመታት የተወሰኑ የግራፋይት ደረጃዎችን ሲያመርቱ መቆየታቸው ልብ ሊባል ይገባል።

2. የኤሌክትሪክ ሞተሮች፣ ጀነሬተሮች እና ተለዋጮች

የካርቦን ግራፋይት ቁሳቁስ በኤሌክትሪክ ሞተሮች፣ ጀነሬተሮች እና ተለዋጭ ሞተሮች ውስጥ በካርቦን ብሩሾች መልክ በተደጋጋሚ ጥቅም ላይ ይውላል። በዚህ ሁኔታ “ብሩሽ” በቋሚ ሽቦዎች እና በሚንቀሳቀሱ ክፍሎች ጥምረት መካከል ያለውን ጅረት የሚያስተላልፍ መሳሪያ ሲሆን ብዙውን ጊዜ በሚሽከረከር ዘንግ ውስጥ ይቀመጣል።

3. የአዮን ተከላ

ግራፋይት አሁን በኤሌክትሮኒክስ ኢንዱስትሪ ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ እየዋለ ነው። በአዮን ተከላ፣ በቴርሞኮፕሎች፣ በኤሌክትሪክ ማብሪያና ማጥፊያዎች፣ በካፓሲተሮች፣ በትራንዚስተሮች እና በባትሪዎችም ውስጥ ጥቅም ላይ እየዋለ ነው።

የአዮን ተከላ የኢንጂነሪንግ ሂደት ሲሆን የአንድ የተወሰነ ቁሳቁስ አየኖች በኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ የሚፋጠኑበት እና እንደ ኢምፕሬግኔሽን አይነት ወደ ሌላ ቁሳቁስ የሚነኩበት ነው። ለዘመናዊ ኮምፒውተሮቻችን ማይክሮቺፕስ ለማምረት ከሚጠቀሙባቸው መሠረታዊ ሂደቶች አንዱ ሲሆን የግራፋይት አቶሞች በተለምዶ በእነዚህ ሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ማይክሮቺፖች ውስጥ ከሚገቡት የአቶሞች ዓይነቶች አንዱ ናቸው።

ከግራፋይት ማይክሮቺፕስ ምርት ጋር በተያያዘ ካለው ልዩ ሚና በተጨማሪ፣ በግራፍታይት ላይ የተመሰረቱ ፈጠራዎች አሁን ባህላዊ መያዣዎችን እና ትራንዚስተሮችን ለመተካት ጥቅም ላይ እየዋሉ ነው። አንዳንድ ተመራማሪዎች እንደሚሉት፣ ግራፊን ከሲሊኮን ሙሉ በሙሉ አማራጭ ሊሆን ይችላል። ከትንሹ የሲሊኮን ትራንዚስተር 100 እጥፍ ቀጭን ነው፣ ኤሌክትሪክን በብቃት ያንቀሳቅሳል፣ እና በኳንተም ኮምፒውቲንግ ውስጥ በጣም ጠቃሚ ሊሆኑ የሚችሉ እንግዳ ባህሪያት አሉት። ግራፊን በዘመናዊ መያዣዎችም ጥቅም ላይ ውሏል። እንደ እውነቱ ከሆነ፣ ግራፊን ሱፐርካፓሲተሮች ከባህላዊ መያዣዎች (20 W/cm3 የሚለቁ) 20 እጥፍ የበለጠ ኃይለኛ እንደሆኑ ይነገራል፣ እና ከዛሬው ከፍተኛ ኃይል ካላቸው የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች በ3 እጥፍ የበለጠ ጠንካራ ሊሆኑ ይችላሉ።

4. ባትሪዎች

ባትሪዎችን (ደረቅ ሴል እና ሊቲየም-አዮን) በተመለከተ፣ የካርቦን እና የግራፋይት ቁሳቁሶች እዚህም ጠቃሚ ሚና ተጫውተዋል። ባህላዊ ደረቅ ሴል (ብዙውን ጊዜ በሬዲዮዎቻችን፣ በባትሪዎቻችን፣ በሪሞት መቆጣጠሪያዎቻችን እና በሰዓቶቻችን ውስጥ የምንጠቀምባቸው ባትሪዎች)፣ የብረት ኤሌክትሮድ ወይም የግራፋይት ዘንግ (ካቶድ) በእርጥብ ኤሌክትሮላይት ፓስታ የተከበበ ሲሆን ሁለቱም በብረት ሲሊንደር ውስጥ ተሸፍነዋል።

የዛሬዎቹ ዘመናዊ የሊቲየም-አዮን ባትሪዎችም ግራፋይት - እንደ አኖድ - ይጠቀማሉ። አሮጌ የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ባህላዊ የግራፋይት ቁሳቁሶችን ይጠቀማሉ፣ ነገር ግን አሁን ግራፋይን በቀላሉ የሚገኝ በመሆኑ፣ የግራፋይን አኖዶች አሁን ጥቅም ላይ እየዋሉ ነው - በአብዛኛው በሁለት ምክንያቶች፤ 1. የግራፋይን አኖዶች ኃይልን በተሻለ ሁኔታ ይይዛሉ እና 2. ከባህላዊ የሊቲየም-አዮን ባትሪ በ10 እጥፍ ፈጣን የኃይል መሙያ ጊዜ እንደሚኖራቸው ቃል ገብቷል።

ዳግም ሊሞሉ የሚችሉ የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች በእነዚህ ቀናት ተወዳጅ እየሆኑ መጥተዋል። አሁን ብዙ ጊዜ በቤት ውስጥ መገልገያዎቻችን፣ በተንቀሳቃሽ ኤሌክትሮኒክስ ዕቃዎች፣ ላፕቶፖች፣ ስማርት ስልኮች፣ በሃይብሪድ ኤሌክትሪክ መኪኖች፣ በወታደራዊ ተሽከርካሪዎች እና በኤሮስፔስ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ።