জিগজ্যাগ-আকৃতির প্রান্ত সহ গ্রাফিন ন্যানোস্ট্রাকচারগুলি তাদের চমৎকার বৈদ্যুতিন এবং চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য অনেক প্রযুক্তিগত প্রতিশ্রুতি দেখায়। দুর্ভাগ্যবশত, এই তথাকথিত গ্রাফিন ন্যানোরিবনের (GNRs) অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল প্রান্তগুলি বাতাসের সংস্পর্শে এলে তাদের ব্যবহারিক প্রয়োগকে সীমিত করে দ্রুত হ্রাস পায়। স্পেন এবং চেক প্রজাতন্ত্রের একটি দল এখন তাদের রক্ষার জন্য দুটি নতুন কৌশল নিয়ে এসেছে। এই কৌশলগুলি অন্যান্য ধরণের প্রযুক্তিগতভাবে গুরুত্বপূর্ণ কার্বন-ভিত্তিক ন্যানোস্ট্রাকচারগুলিতেও প্রসারিত হতে পারে।
জিএনআরএস বিশেষ কারণ তাদের ইলেকট্রনের আচরণকে ধাতুর মতো থেকে অর্ধপরিবাহীতে সুর করা যেতে পারে কেবল ফিতার দৈর্ঘ্য বা প্রস্থ সামঞ্জস্য করে, তাদের প্রান্তের গঠন পরিবর্তন করে বা অ-কার্বন পরমাণু দিয়ে ডোপ করে। এই কৌশলগুলি ব্যবহার করে উপকরণগুলিকেও চৌম্বকীয় করা যেতে পারে। জিএনআর-এর বহুমুখিতা তাদের কোয়ান্টাম প্রযুক্তি সহ অসংখ্য অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রতিশ্রুতিশীল বিল্ডিং ব্লক করে তোলে।
সমস্যা হল যে GNR-এর ব্যতিক্রমী বৈশিষ্ট্যগুলি তাদের প্রান্ত বরাবর জিগজ্যাগ-আকৃতির অংশগুলির উপস্থিতির উপর নির্ভর করে এবং এই অংশগুলি (আর্মচেয়ার-আকৃতির প্রান্তগুলির বিপরীতে) বাতাসে অস্থির। এর মানে হল যে জিএনআরগুলিকে ভ্যাকুয়ামে রাখতে হবে, বাস্তব-বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে তাদের নিয়োগ করা কঠিন করে তোলে।
sp3 কনফিগারেশন বাতাসের স্থিতিশীলতা বাড়ায়
নতুন কাজে, তিনটি গবেষণা গ্রুপ-এর নেতৃত্বে ড ডিমাস জি ডি ওতেজা এর এল এন্ট্রেগোতে ন্যানোমেটেরিয়ালস এবং ন্যানোটেকনোলজি রিসার্চ সেন্টার (সিআইএনএন), স্পেন; দিয়েগো পেনা থেকে সিকিউএস, ইউনিভার্সিড দে দে সান্তিয়াগো ডি কম্পোস্টেলা; এবং পাভেল জেলেনেক এ ইনস্টিটিউট অফ ফিজিক্স, চেক একাডেমি অফ সায়েন্সেস - জিগজ্যাগ-আকৃতির প্রান্তগুলির একটি বড় ঘনত্ব সহ গ্রাফিন ন্যানোরিবনের সরু স্ট্রিপগুলি অধ্যয়ন করা হয়েছে। তারা দেখতে পেল যে যখন হাইড্রোজেনেটেড, ন্যানোস্ট্রাকচারের কার্বন পরমাণুগুলি একটি এসপিতে পুনর্নবীকরণ করে3 কনফিগারেশন, যা বাতাসে তাদের স্থায়িত্ব বাড়ায়। স্ট্রাকচারগুলিকে কেবল গরম করে তাদের আসল অবস্থায় রূপান্তরিত করা যেতে পারে। বিকল্পভাবে, গবেষকরা খুঁজে পেয়েছেন যে তারা ন্যানোস্ট্রাকচারগুলিকে কেটোন সাইড-গ্রুপগুলির সাথে কার্যকরী করে স্থিতিশীল করতে পারে। উপাদানটির এই অক্সিডাইজড ফর্মটি বিভিন্ন রাসায়নিকের সাথেও স্থিতিশীল, এবং ভ্যাকুয়াম অবস্থার অধীনে হাইড্রোজেনেশন এবং অ্যানিলিংয়ের মাধ্যমে এটিকে আবার আদিম আকারে রূপান্তর করা যেতে পারে। উভয় ক্ষেত্রেই, সুরক্ষিত জিএনআরগুলি আদি ন্যানোস্ট্রাকচারের বৈদ্যুতিন বৈশিষ্ট্যগুলি ধরে রাখে।
"আমাদের সুরক্ষা কৌশলগুলি আমাদেরকে এই অণুগুলিকে নিষ্ক্রিয় না করে জড় ভ্যাকুয়াম পরিবেশ থেকে বের করার অনুমতি দেয়," ওটিজা বলে ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড. "এই কৌশলগুলি বিভিন্ন GNR এবং কার্বন-ভিত্তিক ন্যানোস্ট্রাকচারের পাশাপাশি বিভিন্ন কার্যকরী গোষ্ঠীতে এক্সট্রাপোলেট করা যেতে পারে, এই জিগজ্যাগ-এজযুক্ত কার্বন উপকরণগুলিকে স্কেলযোগ্য বাস্তব-বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহার করার অনুমতি দেয়।"
স্কোয়াশড কার্বন ন্যানোটিউবগুলি মসৃণ ন্যানোরিবন তৈরি করে
এটি সম্ভব হওয়ার আগে, তবে, ওটেইজা এবং সহকর্মীরা স্বীকার করেছেন যে অতিক্রম করার চ্যালেঞ্জ রয়েছে। "একটির জন্য, 'প্রতিরোধ' পদক্ষেপগুলির জন্য এখনও ভ্যাকুয়াম অবস্থার প্রয়োজন," পেনা ব্যাখ্যা করেন। "এর মানে হল যে যখন আমরা আমাদের আগ্রহের অণুগুলিকে স্কেলযোগ্য অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত ডিভাইস কাঠামোতে রাখতে পারি, ডিভাইসগুলিকে এখনও ভ্যাকুয়ামে কাজ করতে হবে।"
তাই একটি অতিরিক্ত পদক্ষেপের প্রয়োজন হবে, যথা পুরো GNR-ভিত্তিক ডিভাইসের কাঠামোকে এমনভাবে রক্ষা করা যা অণুর রসায়নকে প্রভাবিত করে না। জেলিনেক বলেছেন, "এটি একটি প্রধান চ্যালেঞ্জ যা আমাদের মোকাবেলা করতে হবে।"
গবেষণায় প্রকাশিত হয় প্রকৃতি রসায়ন.
