ఎలక్ట్రానిక్స్ అప్లికేషన్లలో గ్రాఫైట్ వాడకం

గ్రాఫేన్‌ను శాస్త్రవేత్తలు మరియు ఇంజనీర్లు పరమాణు స్థాయిలో గ్రాఫైట్ యొక్క ఒకే పొర అని పిలుస్తారు మరియు గ్రాఫేన్ యొక్క ఈ పలుచని పొరలు చుట్టబడి నానోట్యూబ్‌లలో ఉపయోగించబడుతున్నాయి. 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 ఇతర పదార్థాల కంటే చాలా పెద్దది. నానోటెక్నాలజీలో ఉపయోగించడంతో పాటు, సెమీకండక్టర్ల ప్రపంచంలో ఇప్పటికీ కొత్తది కాదు, చాలా మంది గ్రాఫైట్ తయారీదారులు దశాబ్దాలుగా సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ కోసం గ్రాఫైట్ యొక్క నిర్దిష్ట గ్రేడ్‌లను తయారు చేస్తున్నారని గమనించాలి.

2. ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు, జనరేటర్లు మరియు ఆల్టర్నేటర్లు

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

3. అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్

ఎలక్ట్రానిక్స్ పరిశ్రమలో ఇప్పుడు గ్రాఫైట్ ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీతో ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్, థర్మోకపుల్స్, ఎలక్ట్రికల్ స్విచ్‌లు, కెపాసిటర్లు, ట్రాన్సిస్టర్‌లు మరియు బ్యాటరీలలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.

అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్ అనేది ఇంజినీరింగ్ ప్రక్రియ, ఇక్కడ ఒక నిర్దిష్ట పదార్థం యొక్క అయాన్లు విద్యుత్ క్షేత్రంలో వేగవంతమవుతాయి మరియు ఇంప్రెగ్నేషన్ యొక్క రూపంగా మరొక పదార్థంపై ప్రభావం చూపుతాయి. మన ఆధునిక కంప్యూటర్‌ల కోసం మైక్రోచిప్‌ల ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించే ప్రాథమిక ప్రక్రియల్లో ఇది ఒకటి, మరియు గ్రాఫైట్ అణువులు సాధారణంగా ఈ సిలికాన్ ఆధారిత మైక్రోచిప్‌లలోకి చొప్పించబడిన అణువుల రకాల్లో ఒకటి.

మైక్రోచిప్‌ల ఉత్పత్తిలో గ్రాఫైట్ యొక్క ప్రత్యేక పాత్రతో పాటు, సాంప్రదాయ కెపాసిటర్లు మరియు ట్రాన్సిస్టర్‌లను కూడా భర్తీ చేయడానికి గ్రాఫైట్ ఆధారిత ఆవిష్కరణలు ఇప్పుడు ఉపయోగించబడుతున్నాయి. కొంతమంది పరిశోధకుల అభిప్రాయం ప్రకారం, గ్రాఫేన్ పూర్తిగా సిలికాన్‌కు ప్రత్యామ్నాయంగా ఉండవచ్చు. ఇది అతి చిన్న సిలికాన్ ట్రాన్సిస్టర్ కంటే 100 రెట్లు సన్నగా ఉంటుంది, విద్యుత్‌ను మరింత 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), మరియు అవి నేటి అధిక శక్తితో పనిచేసే లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కంటే 3x రెట్లు బలంగా ఉండవచ్చు.

4. బ్యాటరీలు

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

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

ఈ రోజుల్లో పునర్వినియోగపరచదగిన లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు మరింత ప్రాచుర్యం పొందుతున్నాయి. అవి ఇప్పుడు మన గృహోపకరణాలు, పోర్టబుల్ ఎలక్ట్రానిక్స్, ల్యాప్‌టాప్‌లు, స్మార్ట్ ఫోన్‌లు, హైబ్రిడ్ ఎలక్ట్రిక్ కార్లు, సైనిక వాహనాలు మరియు ఏరోస్పేస్ అప్లికేషన్‌లలో కూడా తరచుగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.