கிராபெனுக்கும் கிராஃபைட்டுக்கும் என்ன வித்தியாசம்?

ஒரு குறிப்பிடத்தக்க இரசாயன உறுப்பு, கார்பன் என்பது இரசாயன தனிமங்களின் கால அட்டவணையின் இரண்டாவது காலகட்டத்தின் பதினான்காவது குழுவில் வசதியாக எண் 6 இல் அமர்ந்துள்ளது. பழங்காலத்திலிருந்தே, வைரம் மற்றும் கிராஃபைட்டை மக்கள் அறிந்திருக்கிறார்கள், இதுவரை கண்டுபிடிக்கப்பட்ட இந்த தனிமத்தின் ஒன்பதுக்கும் மேற்பட்ட அலோட்ரோபிக் மாற்றங்களில் இரண்டு. மற்ற பொருட்களுடன் ஒப்பிடுகையில், நவீன அறிவியலுக்குத் தெரிந்த அலோட்ரோபிக் மாற்றங்களின் எண்ணிக்கையில் மிகப்பெரியது கார்பன் ஆகும்.

அலோட்ரோபி என்பது இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட எளிய பொருட்களின் வடிவத்தில் ஒரே வேதியியல் உறுப்பு இயற்கையில் இருப்பதற்கான சாத்தியத்தை குறிக்கிறது, அவை அலோட்ரோபிக் வடிவங்கள் அல்லது அலோட்ரோபிக் மாற்றங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, இது இந்த பொருட்களில் கட்டமைப்பு மற்றும் பண்புகளில் வேறுபாடுகளை ஏற்படுத்துகிறது. எனவே, கார்பன் அத்தகைய 8 அடிப்படை வடிவங்களைக் கொண்டுள்ளது: வைரம், கிராஃபைட், லான்ஸ்டேலைட், ஃபுல்லெரின்கள் (C60, C540 மற்றும் C70), உருவமற்ற கார்பன் மற்றும் ஒற்றை சுவர் நானோகுழாய்.

கார்பனின் இந்த வடிவங்களில் முற்றிலும் மாறுபட்ட பண்புகள் மற்றும் தன்மை உள்ளன: மென்மையான மற்றும் கடினமான, வெளிப்படையான மற்றும் ஒளிபுகா, மலிவான மற்றும் விலையுயர்ந்த பொருட்கள். இருப்பினும், இரண்டு ஒத்த கார்பன் மாற்றங்களை ஒப்பிடலாம் - கிராஃபைட் மற்றும் கிராபெனின்.

பள்ளிப்பருவத்திலிருந்தே கிராஃபிட்டியை நாம் அனைவரும் அறிந்திருக்கிறோம்.ஒரு சாதாரண பென்சிலின் ஈயம் சரியாக கிராஃபைட் ஆகும். இது மிகவும் மென்மையானது, வழுக்கும் மற்றும் தொடுவதற்கு க்ரீஸ், படிகங்கள் தட்டுகள், அணுக்களின் அடுக்குகள் ஒன்றன் பின் ஒன்றாக அமைந்துள்ளன, எனவே தேய்க்கும் போது, ​​எடுத்துக்காட்டாக, காகிதத்தில், கிராஃபைட்டின் அடுக்கு படிக கட்டமைப்பின் தனிப்பட்ட செதில்கள் எளிதில் உரிக்கப்படுகின்றன. , காகிதத்தில் ஒரு பண்பு இருண்ட தடயத்தை விட்டு.

கிராஃபைட் மின்சாரத்தை நன்றாக நடத்துகிறது, அதன் எதிர்ப்பு சராசரியாக 11 ஓம் * மிமீ2 / மீ ஆகும், ஆனால் கிராஃபைட்டின் கடத்துத்திறன் அதன் படிகங்களின் இயற்கையான அனிசோட்ரோபி காரணமாக ஒரே மாதிரியாக இருக்காது. எனவே, படிகத்தின் விமானங்களின் கடத்துத்திறன் இந்த விமானங்களில் உள்ள கடத்துத்திறனை விட நூற்றுக்கணக்கான மடங்கு அதிகமாகும். கிராஃபைட்டின் அடர்த்தி 2.08 முதல் 2.23 g / cm3 வரை உள்ளது.

இயற்கையில், எரிமலை மற்றும் எரிமலை பாறைகள், ஸ்கார்ன்கள் மற்றும் பெக்மாடைட்டுகளில் அதிக வெப்பநிலையில் கிராஃபைட் உருவாகிறது. இது ஹைட்ரோதெர்மல் இடைநிலை வெப்பநிலை பாலிமெட்டாலிக் வைப்புகளில் கனிமங்களுடன் குவார்ட்ஸ் நரம்புகளில் ஏற்படுகிறது. இது உருமாற்ற பாறைகளில் பரவலாக விநியோகிக்கப்படுகிறது.

இவ்வாறு, 1907 முதல், மடகாஸ்கர் தீவில் உலகின் மிகப்பெரிய இயற்கை செதில் கிராஃபைட் இருப்புக்கள் உருவாக்கப்பட்டன. தீவு 4,000-4,600 அடி ஹைப்சோமெட்ரிக் குறிகளுடன் ஒரு மலைப்பாங்கான நிலப்பரப்பில் மேற்பரப்பில் எழும் ப்ரீகேம்ப்ரியன் உருமாற்ற பாறைகளைக் கொண்டுள்ளது. கிராஃபைட் இங்கு 400 மைல் நீளமுள்ள பெல்ட்டில் காணப்படுகிறது மற்றும் தீவின் மையத்தின் கிழக்குப் பகுதியில் உள்ள மலைகளில் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது.

கிராபீன், கிராஃபைட் போலல்லாமல், மொத்த படிக அமைப்பைக் கொண்டிருக்கவில்லை; இது இரு பரிமாண அறுகோண படிக லட்டியைக் கொண்டுள்ளது, ஒரே ஒரு அணு மட்டுமே தடிமனாக இருக்கும். அத்தகைய அலோட்ரோபிக் மாற்றத்தில், கார்பன் இயற்கையாகவே ஏற்படாது, ஆனால் கோட்பாட்டளவில் செயற்கையாகப் பெறலாம். கிராஃபைட்டின் பல அடுக்கு மொத்த படிக அமைப்பிலிருந்து வேண்டுமென்றே பிரிக்கப்பட்ட ஒரு விமானம் இந்த கிராபெனாக இருக்கும் என்று நாம் கூறலாம்.

இந்த வடிவத்தில் உள்ள பொருளின் உறுதியற்ற தன்மை காரணமாக, விஞ்ஞானிகளால் ஆரம்பத்தில் ஒரு எளிய இரு பரிமாண பட வடிவில் கிராபெனைப் பெற முடியவில்லை. இருப்பினும், ஒரு சிலிக்கான் ஆக்சைடு அடி மூலக்கூறில் (மின்கடத்தா அடுக்குடன் பிணைப்பு காரணமாக) ஒரு அணு-தடிமனான கிராபெனைப் பெறுவது இன்னும் சாத்தியமானது: 2004 ஆம் ஆண்டில், ரஷ்ய விஞ்ஞானிகள் ஆண்ட்ரே கீம் மற்றும் மான்செஸ்டர் பல்கலைக்கழகத்தின் கான்ஸ்டான்டின் நோவோசெலோவ் ஆகியோர் அறிவியலில் ஒரு அறிக்கையை வெளியிட்டனர். இந்த வழியில் கிராபெனைப் பெறுவது.

இன்றும் கூட, பிசின் டேப்பை (மற்றும் இதே போன்ற முறைகள்) பயன்படுத்தி மொத்த கிராஃபைட் படிகத்திலிருந்து கார்பன் மோனோலேயரின் இயந்திர உரித்தல் போன்ற ஆராய்ச்சிக்காக கிராபெனைப் பெறுவதற்கான எளிய முறைகள் நியாயப்படுத்தப்படுகின்றன.

அவர்களின் முன்னேற்றத்திற்கு நன்றி, கிராபெனின் அடிப்படையிலான நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் விரைவில் வெளிவரும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் நம்புகின்றனர், அங்கு புலம்-விளைவு டிரான்சிஸ்டர்கள் 10 nm க்கும் குறைவான தடிமனாக இருக்கும். உண்மை என்னவென்றால், கிராபெனில் எலக்ட்ரான்களின் இயக்கம் மிகவும் அதிகமாக உள்ளது (10,000 செ.மீ. 2 / வி * s) இது இன்று வழக்கமான சிலிக்கானுக்கு மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய மாற்றாகத் தெரிகிறது.

உயர் கேரியர் இயக்கம் என்பது எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகள் பயன்படுத்தப்பட்ட மின்சார புலங்களின் விளைவுக்கு மிக விரைவாக பதிலளிக்கும் திறன் ஆகும், மேலும் இது நவீன மின்னணுவியலின் அடிப்படை இயக்க அலகு புலம்-விளைவு டிரான்சிஸ்டர்களுக்கு மிகவும் முக்கியமானது.

பல்வேறு உயிரியல் மற்றும் இரசாயன உணரிகளை உருவாக்குவதற்கான வாய்ப்புகள் உள்ளன, அதே போல் ஒளிமின்னழுத்த சாதனங்கள் மற்றும் தொடுதிரைகளுக்கான மெல்லிய படங்களும் உள்ளன. இவை அனைத்தையும் மீறி, கிராபெனின் வெப்ப கடத்துத்திறன் தாமிரத்தை விட 10 மடங்கு அதிகமாக உள்ளது, மேலும் இந்த அளவுகோல் எப்போதும் மின்னணுவியலுக்கு மிகவும் முக்கியமானது.