വരുന്നത്‌ ഗ്രാഫീനിന്റെ ലോകം

കേരളത്തിലും അടുത്തിടെയായി ഇത് ശ്രദ്ധാകേന്ദ്രമാകുകയാണ്. വരുംനാളുകള്‍ ഗ്രാഫീന്‍ ഗവേഷണമേഖലയുടെ ഹബ്ബായി കേരളം മാറും. സംസ്ഥാന സര്‍ക്കാരിന്റെ കഴിഞ്ഞ ബജറ്റില്‍ 15 കോടി നീക്കിവച്ചുകൊണ്ടാണ് പദ്ധതിക്ക് തുടക്കമിട്ടത്. രാജ്യത്താദ്യമായി ഒരു ഗ്രാഫിന്‍ നയം തന്നെ കേരളം പ്രഖ്യാപിച്ചു. ഡിജിറ്റല്‍ യൂണിവേഴ്സിറ്റി, സിമെറ്റ് എന്നിവ നിര്‍വഹണ ഏജന്‍സികളായും ടാറ്റാ സ്റ്റീല്‍ വ്യവസായപങ്കാളിയായും പദ്ധതി മുന്നോട്ടുപോകുന്നു.

ഗ്രാഫീന്‍ ഇന്നവേഷന്‍ സെന്റര്‍ പൂര്‍ണ സജ്ജമാകുന്നതോടെ ഈ രംഗത്ത് വന്‍ കുതിപ്പാകും ഉണ്ടാവുക. വ്യവസായരംഗത്തെ മാറ്റിമറിക്കാന്‍ കഴിയുന്ന ഗ്രാഫീന്‍ തുറക്കുന്നത് വലിയ സാധ്യതകളാണ്.

സവിശേഷതകള്‍ ഒന്നിച്ചുകൂടിയ പദാര്‍ഥം

അപൂര്‍വ സവിശേഷതകള്‍ ഒന്നിച്ചുകൂടുന്ന പദാര്‍ഥമെന്ന് ഒറ്റവാക്കില്‍ ഗ്രാഫീനെ വിശേഷിപ്പിക്കാം. ഭാവിയുടെ പദാര്‍ഥമെന്നും അത്ഭുത വസ്തു എന്നുമെല്ലാം വിളിപ്പേരും.

ഭാരക്കുറവും കരുത്ത് കൂടുതലുമുള്ള പദാര്‍ഥമാണ് ഗ്രാഫീന്‍. വൈദ്യുത ചാലകശേഷിയുള്ള പദാര്‍ഥം സുതാര്യമാണ്. അതിശയിപ്പിക്കുന്ന ഗുണങ്ങളുടെ ഒരു പരമ്ബരയാണ് ഗ്രാഫീന്‍. ബാറ്ററികള്‍, ഫ്ലെക്സിബിള്‍ ഇലക്‌ട്രോണിക്സ് മുതല്‍ ബയോസെന്‍സറുകള്‍, ജലശുദ്ധീകരണം തുടങ്ങിയ നിരവധി പ്രയോഗങ്ങളില്‍ ഗ്രാഫീന്‍ അനുയോജ്യം. ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ മെക്കാനിക്കല്‍ എക്സ്ഫോളിയേഷന്‍ വഴി, ഗ്രാഫീന്റെ ഒരുപാളി വേര്‍തിരിച്ചെടുത്ത പഠനം മാഞ്ചസ്റ്റര്‍ സര്‍വകലാശാലയിലാണ് ആരംഭിച്ചത്. ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ ഒരു പാളി മാത്രമാണിത്. ഗ്രാഫീനിന്റെ ഒന്നിലധികം പാളികളടങ്ങുന്ന ത്രിമാന മെറ്റീരിയലിന് ഗ്രാഫൈറ്റ് എന്ന പദം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ ട്രാന്‍സ്മിഷന്‍ ഇലക്‌ട്രോണ്‍ മൈക്രോസ്കോപ്പിക് ചിത്രങ്ങള്‍ ഗ്രാഫീന്റെ ഒന്നിലധികം പാളികള്‍ കാണിക്കും.

അറുപതുകളുടെ തുടക്കത്തില്‍ ഹാന്‍സ്-പീറ്റര്‍ ബോഹം, ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ നേര്‍ത്ത അടരുകള്‍ പഠിച്ച്‌, രൂപരഹിതമായ കാര്‍ബണിന്റെ മൂന്ന് അറ്റോമിക് പാളികളുടെ റെസല്യൂഷനിലേക്ക് എത്തി. ഗ്രാഫീന്‍ എന്ന പദം ആദ്യമായി അവര്‍ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്തു. മെക്കാനിക്കല്‍ എക്സ്ഫോളിയേഷന്‍ വഴി ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ നേര്‍ത്ത രൂപം നിര്‍മിക്കാനുള്ള ശ്രമങ്ങള്‍ ’90-ല്‍ ആരംഭിച്ചു, ഇത് 10 നാനോമീറ്റര്‍ വരെ കട്ടിയുള്ള മള്‍ട്ടിലെയര്‍ സാമ്ബിള്‍ ലഭിക്കുന്നതിന് സഹായകമായി.

സെല്ലോടേപ്പും

2004-ല്‍ മാഞ്ചസ്റ്റര്‍ സര്‍വകലാശാലയിലെ ആന്‍ഡ്രേ ഗീം, കോണ്‍സ്റ്റാന്റിന്‍ നോവോസെലോവ് എന്നീ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ ചേര്‍ന്നാണ് ഗ്രാഫീനിന്റെ ശരിയായ വേര്‍തിരിവ് നടത്തിയത്. ഒരു സെല്ലോ ടേപ് ഉപയോഗിച്ച്‌ അവര്‍ ഗ്രാഫൈറ്റില്‍നിന്ന് ഗ്രാഫീന്‍ പാളികള്‍ വേര്‍തിരിച്ചു. ഗ്രാഫീന്‍ പാളികള്‍ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള ലളിതരീതിയാണ് ഇരുവരും ഉപയോഗിച്ചത്. 2010-ല്‍ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നൊബേല്‍ സമ്മാനത്തിലേക്ക് അവരെ എത്തിച്ചതും ഈ രീതിയാണ്. ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കല്‍, ഇലക്‌ട്രിക്കല്‍, കെമിക്കല്‍, മെക്കാനിക്കല്‍, ഒപ്റ്റിക്കല്‍, മാഗ്നറ്റിക് പോലുള്ള ഗുണങ്ങള്‍ ഗ്രാഫീനില്‍ കണ്ടെത്താനും ഇത് വഴിയൊരുക്കി.

വഴക്കവും കാഠിന്യവും

വഴക്കമുള്ളതും ഉയര്‍ന്ന ചാലകശേഷിയുമുള്ള വസ്തുവായ ഗ്രാഫീന്‍ ഉരുക്കിനേക്കാള്‍ 200 മടങ്ങ് ശക്തവും വജ്രത്തേക്കാള്‍ കാഠിന്യമേറിയതുമാണ്. സവിശേഷമായ ക്രിസ്റ്റല്‍ ഘടനയും പ്രത്യേകത. കൃത്യമായി പറഞ്ഞാല്‍ 0.77 mg/m2 പ്ലാനര്‍ ഡെന്‍സിറ്റിയുള്ള, വളരെ ഭാരം കുറഞ്ഞ വസ്തു. വ്യവസായമേഖലയുടെ പുരോഗതിയില്‍ ഗ്രാഫീന് വലിയ പങ്കുവഹിക്കാനാകും. ഉല്‍പ്പന്നത്തിന്റെ കാര്യക്ഷമത കൂട്ടാനും സിമന്റ് പോലുള്ളവയുടെ ശക്തി വര്‍ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും.