ఎలక్ట్రానిక్స్ అనువర్తనాల్లో గ్రాఫైట్ వాడకం

గ్రాఫేన్ అనేది శాస్త్రవేత్తలు మరియు ఇంజనీర్లు అణు స్థాయిలో గ్రాఫైట్ యొక్క ఒకే పొర అని పిలుస్తారు మరియు ఈ సన్నని గ్రాఫేన్ పొరలను చుట్టి నానోట్యూబ్‌లలో ఉపయోగిస్తున్నారు. ఇది ఆకట్టుకునే విద్యుత్ వాహకత మరియు పదార్థం యొక్క అసాధారణ బలం మరియు దృఢత్వం కారణంగా ఉండవచ్చు.

నేటి కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు 132,000,000:1 వరకు పొడవు-వ్యాసం నిష్పత్తితో నిర్మించబడ్డాయి, ఇది ఏ ఇతర పదార్థం కంటే చాలా పెద్దది. సెమీకండక్టర్ల ప్రపంచంలో ఇప్పటికీ కొత్తగా ఉన్న నానోటెక్నాలజీలో ఉపయోగించబడటమే కాకుండా, చాలా గ్రాఫైట్ తయారీదారులు దశాబ్దాలుగా సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ కోసం నిర్దిష్ట గ్రేడ్‌ల గ్రాఫైట్‌ను తయారు చేస్తున్నారని గమనించాలి.

2. ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు, జనరేటర్లు మరియు ఆల్టర్నేటర్లు

కార్బన్ గ్రాఫైట్ పదార్థాన్ని తరచుగా ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు, జనరేటర్లు మరియు ఆల్టర్నేటర్లలో కార్బన్ బ్రష్‌ల రూపంలో ఉపయోగిస్తారు. ఈ సందర్భంలో "బ్రష్" అనేది స్థిర వైర్లు మరియు కదిలే భాగాల కలయిక మధ్య విద్యుత్తును నిర్వహించే పరికరం, మరియు ఇది సాధారణంగా తిరిగే షాఫ్ట్‌లో ఉంచబడుతుంది.

3. అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్

గ్రాఫైట్ ఇప్పుడు ఎలక్ట్రానిక్స్ పరిశ్రమలో ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీతో ఉపయోగించబడుతోంది. దీనిని అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్, థర్మోకపుల్స్, ఎలక్ట్రికల్ స్విచ్‌లు, కెపాసిటర్లు, ట్రాన్సిస్టర్‌లు మరియు బ్యాటరీలలో కూడా ఉపయోగిస్తున్నారు.

అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్ అనేది ఒక ఇంజనీరింగ్ ప్రక్రియ, దీనిలో ఒక నిర్దిష్ట పదార్థం యొక్క అయాన్లు విద్యుత్ క్షేత్రంలో వేగవంతం చేయబడతాయి మరియు ఫలదీకరణం యొక్క ఒక రూపంగా మరొక పదార్థంలోకి ప్రభావితమవుతాయి. ఇది మన ఆధునిక కంప్యూటర్ల కోసం మైక్రోచిప్‌ల ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించే ప్రాథమిక ప్రక్రియలలో ఒకటి, మరియు గ్రాఫైట్ అణువులు సాధారణంగా ఈ సిలికాన్ ఆధారిత మైక్రోచిప్‌లలోకి చొప్పించబడిన అణువుల రకాల్లో ఒకటి.

మైక్రోచిప్‌ల ఉత్పత్తిలో గ్రాఫైట్ యొక్క ప్రత్యేక పాత్రతో పాటు, సాంప్రదాయ కెపాసిటర్లు మరియు ట్రాన్సిస్టర్‌లను భర్తీ చేయడానికి గ్రాఫైట్ ఆధారిత ఆవిష్కరణలు ఇప్పుడు ఉపయోగించబడుతున్నాయి. కొంతమంది పరిశోధకుల అభిప్రాయం ప్రకారం, గ్రాఫేన్ సిలికాన్‌కు పూర్తిగా ప్రత్యామ్నాయం కావచ్చు. ఇది అతి చిన్న సిలికాన్ ట్రాన్సిస్టర్ కంటే 100 రెట్లు సన్నగా ఉంటుంది, విద్యుత్తును చాలా సమర్థవంతంగా నిర్వహిస్తుంది మరియు క్వాంటం కంప్యూటింగ్‌లో చాలా ఉపయోగకరంగా ఉండే అన్యదేశ లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. ఆధునిక కెపాసిటర్లలో కూడా గ్రాఫేన్ ఉపయోగించబడింది. వాస్తవానికి, గ్రాఫేన్ సూపర్ కెపాసిటర్లు సాంప్రదాయ కెపాసిటర్ల కంటే 20x రెట్లు ఎక్కువ శక్తివంతమైనవి (20 W/cm3 విడుదల చేస్తాయి), మరియు అవి నేటి అధిక శక్తితో కూడిన, లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కంటే 3x రెట్లు బలంగా ఉండవచ్చు.

4. బ్యాటరీలు

బ్యాటరీల (డ్రై సెల్ మరియు లిథియం-అయాన్) విషయానికి వస్తే, కార్బన్ మరియు గ్రాఫైట్ పదార్థాలు ఇక్కడ కూడా కీలకమైనవి. సాంప్రదాయ డ్రై-సెల్ (మన రేడియోలు, ఫ్లాష్‌లైట్లు, రిమోట్‌లు మరియు గడియారాలలో మనం తరచుగా ఉపయోగించే బ్యాటరీలు) విషయంలో, ఒక మెటల్ ఎలక్ట్రోడ్ లేదా గ్రాఫైట్ రాడ్ (కాథోడ్) చుట్టూ తేమతో కూడిన ఎలక్ట్రోలైట్ పేస్ట్ ఉంటుంది మరియు రెండూ ఒక మెటల్ సిలిండర్ లోపల కప్పబడి ఉంటాయి.

నేటి ఆధునిక లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు గ్రాఫైట్‌ను కూడా ఆనోడ్‌గా ఉపయోగిస్తున్నాయి. పాత లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు సాంప్రదాయ గ్రాఫైట్ పదార్థాలను ఉపయోగించాయి, అయితే ఇప్పుడు గ్రాఫేన్ మరింత సులభంగా అందుబాటులోకి వస్తున్నందున, ఇప్పుడు గ్రాఫేన్ ఆనోడ్‌లు బదులుగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి - ఎక్కువగా రెండు కారణాల వల్ల; 1. గ్రాఫేన్ ఆనోడ్‌లు శక్తిని బాగా కలిగి ఉంటాయి మరియు 2. ఇది సాంప్రదాయ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ కంటే 10 రెట్లు వేగవంతమైన ఛార్జ్ సమయాన్ని వాగ్దానం చేస్తుంది.

రీఛార్జబుల్ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ఈ రోజుల్లో బాగా ప్రాచుర్యం పొందుతున్నాయి. ఇప్పుడు వాటిని తరచుగా మన గృహోపకరణాలు, పోర్టబుల్ ఎలక్ట్రానిక్స్, ల్యాప్‌టాప్‌లు, స్మార్ట్ ఫోన్‌లు, హైబ్రిడ్ ఎలక్ట్రిక్ కార్లు, సైనిక వాహనాలు మరియు ఏరోస్పేస్ అనువర్తనాల్లో కూడా ఉపయోగిస్తున్నారు.