ग्रैफ़ीन का एकॉर्डियन प्रभाव पहनने योग्य तकनीक के भविष्य को बढ़ाता है

लगभग दो दशकों पहले ही ग्रैफ़ीन की खोज हुई थी। इतने छोटे समय में, यह “चमत्कारिक पदार्थ” इलेक्ट्रॉनिक्स और अर्धचालक तकनीक, ऊर्जा भंडारण, थर्मल प्रबंधन, सामग्री विज्ञान, और अन्य उद्योगों में अभिन्न भाग बन गया है।

जबसे 2004 में मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के प्रोफेसर कोस्ट्या नोवोसेलोव और आंद्रे गीम ने ग्रैफ़ीन को अलग किया और उसकी विशेषताओं को परिभाषित किया, जिसके लिए उन्हें 2010 में भौतिकी में नॉबेल पुरस्कार मिला, यह पदार्थ इलेक्ट्रॉनिक्स में सबसे रोमांचक शोध क्षेत्रों में से एक बना हुआ है।

ग्रैफ़ीन एक द्वि-आयामी (2D) पदार्थ है जो केवल एक परत कार्बन परमाणुओं की अत्यंत पतली शीट से बना है। यह असाधारण गुण प्रदर्शित करता है, जिसमें इसका हल्कापन, बहुत उच्च विद्युत चालकता, और मजबूत यांत्रिक शक्ति शामिल हैं।

अब, शोधकर्ताओं ने एक अनोखे तरीके से ग्रैफ़ीन की एक नई विशेषता की खोज की है।

एकॉर्डियन प्रभाव: ग्रैफ़ीन को अत्यधिक खिंचाव योग्य बनाना 

वियना विश्वविद्यालय के भौतिकविदों की टीम, जिसका नेतृत्व जानी कोटकॉस्की ने किया, ने ग्रैफ़ीन को पहली बार एकॉर्डियन की तरह मोड़कर इसे काफी अधिक खिंचाव योग्य बना दिया। इस नई विशेषता को एक स्वच्छ और वायुरहित माप पर्यावरण द्वारा उजागर किया गया।

ग्रैफ़ीन में लहरें इसे खिंचाव योग्य बनाती हैं, जिससे यह पहनने योग्य उपकरणों में उपयोग के लिए मार्ग प्रशस्त होता है, जहाँ सामग्री को शरीर के साथ मुड़ना और चलना आवश्यक होता है जबकि वह विश्वसनीय रूप से काम करती रहे।

भौतिक समीक्षा पत्रिका में प्रकाशित¹, यह अध्ययन वियना तकनीकी विश्वविद्यालय के सहयोग से किया गया और ऑस्ट्रियाई विज्ञान निधि (FWF) द्वारा वित्तपोषित था।

शोधकर्ताओं की टीम ने प्रयोग किए जिन्होंने स्पष्ट किया कि ग्रैफ़ीन की अत्यधिक कठोरता सामग्री में परमाणुओं के शहद के छत्ते के आकार में व्यवस्थित होने के कारण है; इसलिए, कुछ परमाणुओं और उनके बंधों को हटाने से उसकी कठोरता कम हो जाती है। 

वैज्ञानिक अध्ययनों ने वास्तव में विरोधाभासों की रिपोर्ट की है; दोनों ही हल्की कमी और महत्वपूर्ण वृद्धि देखी गई है।

नवीनतम अध्ययन ने इसे बहुत स्पष्ट किया, उन्नत उपकरणों के उपयोग के कारण, जो समान स्वच्छ और वायुरहित सेटिंग साझा करते थे। कोटोकॉशी के अनुसार:

“यह अनूठा सिस्टम जिसे हमने वियना विश्वविद्यालय में विकसित किया है, हमें 2D सामग्री को बिना हस्तक्षेप के जांचने की अनुमति देता है।” 

स्वच्छ, वायुरहित पर्यावरण नमूनों को विभिन्न उपकरणों के बीच ले जाने की अनुमति देता है बिना उन्हें बाहरी हवा के संपर्क में लाए।

“पहली बार इस प्रकार का प्रयोग ग्रैफ़ीन को पूरी तरह से बाहरी हवा और उसमें मौजूद विदेशी कणों से अलग करके किया गया है। इस अलगाव के बिना, ये कण जल्दी ही सतह पर जमा हो जाएंगे, जिससे प्रयोग प्रक्रिया और मापों पर प्रभाव पड़ेगा।”

– अध्ययन के प्रथम लेखक, वैल जौदी

सामग्री की सतह की स्वच्छता पर यह ध्यान वास्तव में ग्रैफ़ीन की कठोरता के साथ जुड़े एकॉर्डियन प्रभाव की खोज में परिणत हुआ।

दो पड़ोसी परमाणुओं को हटाने से पहले से सपाट सामग्री में स्पष्ट उभार आता है। इन उभारों में से कई मिलकर सामग्री में एक लहरदार बनावट उत्पन्न करते हैं।

“आप इसे एकॉर्डियन की तरह कल्पना कर सकते हैं। जब इसे खींचा जाता है, तो लहरदार सामग्री अब सपाट हो जाती है, जिसके लिए सपाट सामग्री को खींचने की तुलना में बहुत कम बल की आवश्यकता होती है और इसलिए यह अधिक खिंचाव योग्य बन जाता है।” 

– जौदी

वोल्टेज की लहरों का निर्माण और उसके बाद की खिंचाव योग्यता को वियना तकनीकी विश्वविद्यालय के सैद्धांतिक भौतिकविद् फ्लोरियन लिबिश और रीका सास्किया विंडिश द्वारा किए गए सिमुलेशन द्वारा पुष्टि किया गया है।

अध्ययन ने रिपोर्ट किया कि पदार्थ की लोचीय रूप से विकृति के प्रति प्रतिरोध 286 से घटकर 158 N/m हो गया। यह कमी “काफी अधिक” है न केवल अधिकांश अध्ययनों द्वारा पूर्वानुमानित मानों से, बल्कि कुछ प्रस्तुत मापों के विपरीत भी, क्योंकि यह स्थानीय तनाव के कारण उत्पन्न कॉरुगेशन के कारण है, जहाँ कम से कम दो परमाणु अनुपस्थित होते हैं।

टीम द्वारा किए गए प्रयोगों ने आगे दिखाया कि “जब सतह प्रदूषण को दोष इंजीनियरिंग से पहले नहीं हटाया जाता है, तो विपरीत प्रभाव मापा जा सकता है।”

इसलिए, सामग्री की सतह पर विदेशी कण वास्तव में इस प्रभाव को दबाते हैं और यहाँ तक कि एक विपरीत परिणाम उत्पन्न करते हैं। विशेष रूप से, इन कणों का प्रभाव ग्रैफ़ीन को और अधिक कठोर बनाता है, जो पहले के प्रयोगों में रिपोर्ट किए गए विरोधाभासों को स्पष्ट करता है। जौदी के अनुसार:

“यह 2D सामग्री के साथ काम करते समय माप पर्यावरण के महत्व को दर्शाता है। परिणाम ग्रैफ़ीन की कठोरता को नियंत्रित करने का एक तरीका खोलते हैं और इस प्रकार संभावित अनुप्रयोगों के मार्ग को प्रशस्त करते हैं।”

ग्रैफ़ीन की सीमाओं को अत्याधुनिक खोजों के साथ आगे बढ़ाना

पहनने योग्य तकनीक एक तेजी से बढ़ता उद्योग है, जिसका अनुमान है कि यह दशक समाप्त होने से पहले $150 बिलियन से अधिक बढ़ेगा।

स्मार्ट घड़ियों, अंगूठियों, चश्मों, कलाई बैंड, स्मार्ट टैटू, आभूषण, वस्त्र, बैंडेज, फेस मास्क, और रीयल-टाइम ग्लूकोज़ रेगुलेटर जैसे पहनने योग्य उपकरणों का एक प्रमुख घटक सेंसर हैं, जो बायोमेट्रिक का पता लगाने, डेटा एकत्र करने, और फिर शरीर की आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित करने में सहायता करते हैं।

लचीले, संवेदनशील इलेक्ट्रिकल उपकरणों का तेज विकास ग्रैफ़ीन-आधारित पहनने योग्य सेंसरों की ओर ले गया है, जो स्वास्थ्य सुविधाओं को अधिक सुलभ बनाने और सेंसरिंग गतिविधियों की गुणवत्ता को बढ़ाने की बड़ी संभावनाओं के लिए उल्लेखनीय हैं।

परम्परागत अर्धचालकों के विपरीत, जो कठोर होते हैं और सीमित ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुण रखते हैं, और धातुओं के विपरीत, जो महंगी, विषाक्त हो सकती हैं, और यांत्रिक तनाव के तहत प्रदर्शन में गिरावट आती है, ग्रैफ़ीन की अंतर्निहित विशेषताएँ इसे कम लागत और बहु-कार्यात्मक पहनने योग्य उपकरण बनाने के लिए अत्यधिक उपयुक्त बनाती हैं।

नवीनतम अध्ययन ने इस सामग्री की इन उपकरणों में अद्भुत क्षमता को उसके खिंचाव में नाटकीय वृद्धि के कारण दिखाया है। लेकिन यह पहली बार नहीं है; वर्षों में कई अध्ययनों ने विभिन्न कारणों से पहनने योग्य उपकरणों में ग्रैफ़ीन की भूमिका की जांच की है और इसके बारे में कई नई खोजें की हैं।

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ग्रैफ़ीन-आधारित पहनने योग्य स्ट्रेन सेंसर 

पिछले वर्ष, शोधकर्ताओं ने विकसित किया² ग्रैफ़ीन का उपयोग करके एक पहनने योग्य स्ट्रेन सेंसर जो मौन भाषण का पता लगा सकता है और प्रसारित कर सकता है।

कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा निर्मित ‘स्मार्ट’ चोकर गले में सूक्ष्म गति को पकड़ता है, जिसे स्ट्रेन सेंसर विद्युत संकेत के रूप में लेता है और फिर प्रसंस्करण और भाषण पहचान के लिए सॉफ़्टवेयर मॉडलों में भेजता है। यह मौन में मुंह से बोले गए शब्दों को भी पकड़ सकता है और उन्हें प्रसारित कर सकता है।

इस पहनने योग्य उपकरण की एक विशिष्ट संरचना है, जिसमें ग्रैफ़ीन-कोटेड वस्त्रों पर व्यवस्थित दरारें होती हैं, जो संवेदनशीलता को काफी बढ़ाती हैं। ऊपर की संरचित ग्रैफ़ीन परत को एकीकृत वस्त्र स्ट्रेन सेंसर पर लागू किया गया था।

इस तकनीक की निर्माण विधि भी सरल, स्केलेबल, कम लागत और बायोकम्पैटिबल है। उपकरण दीर्घकालिक उपयोग के अनुकूल है और 10,000 से अधिक खिंचाव-रिलीज़ चक्रों को स्थिर और विश्वसनीय विद्युत कार्यक्षमता बनाए रखते हुए सहन कर सकता है।

गले की सूक्ष्म गति पर गतिशील प्रतिक्रिया देकर, यह सूचना-समृद्ध भाषण संकेतों को पकड़ सकता है, जिन्हें न्यूरल नेटवर्क के माध्यम से प्रोसेस किया जाता है, और भाषण डिकोडिंग में 95.25% की रिकॉर्ड सटीकता प्राप्त होती है। 

शोधकर्ताओं के अनुसार, यह उपकरण मौन भाषण इंटरफ़ेस (SSI) के क्षेत्र को पुनर्परिभाषित करने की क्षमता रखता है, जो बिना आवाज़ के मौखिक संचार को सक्षम करने के लिए अत्याधुनिक समाधान शामिल करता है।

लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए ग्रैफ़ीन को रेशम के साथ संयोजन

एक अन्य अध्ययन में, ऊर्जा विभाग के पैसिफिक नॉर्थवेस्ट नेशनल लैबोरेटरी (PNNL) के शोधकर्ताओं ने ग्रैफ़ीन पर “फाइब्रॉइन्स” या रेशम प्रोटीन के टुकड़ों की एक समान 2D परत विकसित की। 

डिज़ाइनर इलेक्ट्रॉनिक्स में रेशम प्रोटीन का उपयोग नया नहीं है, लेकिन यह रेशम फाइबर के उलझे हुए धागों के कारण सीमित है। इसलिए, ग्रैफ़ीन का जोड़ किया गया।

सिल्क-ऑन-ग्रैफ़ीन संभावित रूप से स्वास्थ्य और पहनने योग्य सेंसरों के लिए अत्यधिक संवेदनशील, ट्यून करने योग्य ट्रांज़िस्टर बना सकता है। यह “मेम्रिस्टर” में एक महत्वपूर्ण घटक के रूप में भी कार्य कर सकता है, जो न्यूरल नेटवर्क में उपयोग होते हैं और कंप्यूटर को मानव मस्तिष्क के कार्य करने के तरीके की नकल करने की अनुमति देते हैं।

रेशम को इलेक्ट्रॉनिक संकेतों को मॉड्यूलेट करने के तरीके के रूप में बहुत शोध का विषय रहा है, लेकिन नियंत्रण हासिल करना आसान नहीं है। इसलिए, PNNL टीम ने जल-आधारित प्रणाली में व्यक्तिगत रेशम फाइबर को सटीक रूप से जोड़कर प्रतिक्रिया स्थितियों को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया, जिससे प्रोटीन की एक अत्यधिक व्यवस्थित 2D परत बनी, जो समानांतर β-शीट्स में पैक की गई थी।

यह कार्यात्मक इलेक्ट्रॉनिक घटकों पर नियंत्रित रेशम परत बनाने का केवल पहला कदम है, और भविष्य के शोध का ध्यान रेशम-एकीकृत सर्किटों की स्थिरता और चालकता को सुधारने पर होगा।

असामान्य हृदय धड़कन के उपचार के लिए ग्रैफ़ीन ‘टैटू’ इम्प्लांट

इसी बीच, टेक्सास विश्वविद्यालय (UT) और नॉर्थवेस्टर्न विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने हृदय अतालता के उपचार के लिए ग्रैफ़ीन का उपयोग करके पहला हृदय इम्प्लांट विकसित किया।

ऐसे विकार तब होते हैं जब हृदय बहुत धीरे या बहुत तेज़ धड़कता है, और कई मामलों में, इससे स्ट्रोक, हृदय विफलता, और यहां तक कि अचानक मृत्यु हो सकती है। अतालता के उपचार के लिए, चिकित्सक आमतौर पर इम्प्लांटेबल पेसमेकर का उपयोग करते हैं जो असामान्य धड़कन का पता लगाते हैं और विद्युत उत्तेजना द्वारा लय को सुधारते हैं। 

इन उपकरणों को कठोर, सख्त सामग्री की आवश्यकता होती है जो शरीर के साथ यांत्रिक रूप से संगत नहीं होती और इसलिए हृदय की सतह पर लगाना कठिन होता है। वे अस्थायी असुविधा, नरम ऊतकों को चोट, प्राकृतिक गति को सीमित, और जटिलताओं को उत्पन्न कर सकते हैं।

इनके विपरीत, नया बायोकम्पैटिबल इम्प्लांट एक ग्रैफ़ीन “टैटू” है, जिसका स्वरूप अस्थायी टैटू जैसा है। यह एक बाल के एकल धागे से भी पतला है, लेकिन यह क्लासिक पेसमेकर की तरह काम करता है।

नया पतला उपकरण धीरे से हृदय के साथ मिलकर असामान्य धड़कनों को महसूस करता है और उनका उपचार करता है। यह हृदय की नाज़ुक रूपरेखा के अनुकूल होने के लिए पर्याप्त लचीला है और धड़कते हृदय की गतिशील गति को संभालने के लिए पर्याप्त मजबूत है।

“बायो-कम्पैटिबिलिटी कारणों से, ग्रैफ़ीन विशेष रूप से आकर्षक है। कार्बन जीवन का आधार है, इसलिए यह एक सुरक्षित सामग्री है जो विभिन्न क्लिनिकल अनुप्रयोगों में पहले से उपयोग की जा रही है। यह लचीला और मुलायम भी है, जो इलेक्ट्रॉनिक्स और एक नरम, यांत्रिक रूप से सक्रिय अंग के बीच इंटरफ़ेस के रूप में अच्छी तरह काम करता है।”

– वरिष्ठ लेखक इगोर एफिमोव

ग्रैफ़ीन टैटू को घेरने और इसे धड़कते हृदय की सतह पर चिपकाने के लिए, ग्रैफ़ीन को सिलिकॉन लचीली झिल्ली में एक छेद के साथ संलग्न किया गया ताकि ग्रैफ़ीन इलेक्ट्रोड तक पहुंचा जा सके। फिर 10 माइक्रोन मोटी सोने की टेप को संलग्न परत पर रखा गया, जो ग्रैफ़ीन और हृदय को मापने और उत्तेजित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले बाहरी इलेक्ट्रॉनिक्स के बीच कनेक्शन बनाता है।

उपकरण की कुल मोटाई लगभग 100 माइक्रोमीटर थी, और यह 60 दिनों तक स्थिरता बनाए रखता रहा, जो अस्थायी पेसमेकर की अवधि के बराबर है।

उपकरण का परीक्षण करने के लिए, शोधकर्ताओं ने इसे एक चूहे में प्रत्यारोपित किया और पाया कि यह असामान्य हृदय लय को सफलतापूर्वक महसूस कर सकता है और फिर हृदय की प्राकृतिक गति को प्रभावित किए बिना धड़कनों की एक श्रृंखला के माध्यम से विद्युत उत्तेजना प्रदान कर सकता है। 

विशेष रूप से, यह तकनीक प्रकाशीय रूप से पारदर्शी है, जिसका अर्थ है कि शोधकर्ता बाहरी प्रकाश स्रोत का उपयोग करके उपकरण के माध्यम से हृदय को रिकॉर्ड और उत्तेजित कर सकते हैं। यह हृदय-संबंधी रोगों की पहचान और उपचार के लिए एक नया दृष्टिकोण प्रदान करता है और ऑप्टोजेनेटिक्स के लिए नई संभावनाएँ बनाता है।

अपूर्ण ग्रैफ़ीन में भी बड़े लाभ हैं

दो साल से कम समय पहले, वियना तकनीकी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने वास्तविक ग्रैफ़ीन संरचनाओं का एक कंप्यूटर मॉडल विकसित किया, जिसने दिखाया कि ग्रैफ़ीन की उत्कृष्ट इलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ बहुत स्थिर हैं। इसका मतलब है कि यहाँ तक कि पूर्ण नहीं होने वाले ग्रैफ़ीन टुकड़ों को भी तकनीकी अनुप्रयोगों में उपयोग किया जा सकता है।

इसलिए, ग्रैफ़ीन में विद्युत धारा का प्रसार एटॉमिक स्तर पर एक बहुत छोटे टुकड़े में गणना किया जाता है। TU विईन के सैद्धांतिक भौतिकी संस्थान के प्रोफेसर फ्लोरियन लिबिश ने उस समय बताया कि इलेक्ट्रॉन सामग्री के भीतर कई विभिन्न तरीकों से चल सकते हैं, और न केवल यह, बल्कि वे एक साथ कई मार्ग ले सकते हैं, जो विभिन्न तरीकों से ओवरलैप हो सकते हैं।

ये मार्ग बहुत विशिष्ट ऊर्जा मानों पर एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं, जहाँ ग्रैफ़ीन के टुकड़े से इलेक्ट्रॉनों के गुजरने की संभावना अत्यंत कम होती है और विद्युत धारा न्यूनतम रहती है, जिसे “विनाशकारी हस्तक्षेप” कहा जाता है।

बहुत विशिष्ट ऊर्जा मानों पर धारा प्रवाह में नाटकीय कमी “तकनीकी रूप से अत्यधिक वांछनीय प्रभाव” है, जिसका उपयोग कंप्यूटर चिप्स में इलेक्ट्रॉनिक घटकों की तरह सूक्ष्म स्तर पर जानकारी प्रसंस्करण और नई क्वांटम सेंसरों के विकास में किया जा सकता है।

हालांकि, यह इतना सरल नहीं है, क्योंकि ग्रैफ़ीन टुकड़े का आकार और आकार हमेशा समान नहीं होते। अन्य कारकों जैसे अवांछित परमाणु, दोलनशील परमाणु, और कई इलेक्ट्रॉनों के बीच कई अंतःक्रियाएँ, जिन्हें गणना करना बहुत कठिन है, को “ग्रैफ़ीन सामग्री को वास्तव में यथार्थवादी तरीके से वर्णित करने” के लिए ध्यान में रखना आवश्यक है।

इसलिए, शोधकर्ताओं ने कंप्यूटर मॉडलों में सामग्री में विभिन्न प्रभावों का सटीक वर्णन करने के अपने वर्षों के अनुभव को मिलाकर एक व्यापक मॉडल विकसित किया, जिसमें ग्राफ़ में मौजूद सभी प्रासंगिक त्रुटि स्रोत और व्यवधान प्रभाव शामिल हैं। इसने उन्हें यह दिखाने में सक्षम बनाया कि वांछित प्रभाव त्रुटि स्रोतों की उपस्थिति में भी दिखाई देते हैं।

यह अध्ययन ग्रैफ़ीन में क्वांटम प्रभावों को नियंत्रित तरीके से उपयोग करने की संभावनाओं को प्रदर्शित करने में एक महत्वपूर्ण कार्य रहा है।

ग्रैफ़ीन को छोटे चुंबकों में बदलना

इन सबके बीच, जर्मन विशेषज्ञों ने ग्रैफ़ीन की विविध विशेषताओं में एक और पहलू जोड़ा, जिसने सामग्री की चुंबकीय स्विच और संग्रहण उपकरणों में संभावनाओं को दिखाया।

डुइसबर्ग-एसेन (UDE) विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने हेल्महोल्ट्ज़-ज़ेंटर ड्रेस्डेन-रॉसेनडॉर्फ (HZDR) में प्रयोग किए, जहाँ उन्होंने सामग्री के छोटे डिस्कों पर छोटे टेराहर्ट्ज़ (THz) पल्स फायर किए, जिससे वे बहुत संक्षिप्त समय के लिए बहुत मजबूत चुंबकों में बदल गए। यह खोज भविष्य के चुंबकीय स्विच और संग्रहण उपकरणों के विकास में उपयोगी साबित हो सकती है।

इसलिए, वैज्ञानिकों ने यहाँ मौजूदा अर्धचालक विधियों का उपयोग करके माइक्रोमीटर (μm) आकार के हजारों ग्रैफ़ीन डिस्क को एक छोटे चिप पर रखा, जिसे फिर छोटे टेराहर्ट्ज़ पल्सों के अधीन किया गया, जो माइक्रोवेव और इन्फ्रारेड रेंज के बीच की विकिरण प्रकार है।

प्रकाश स्रोत के लिए, उन्होंने HZDR में एक FELBE फ्री-इलेक्ट्रॉन लेज़र का उपयोग किया जो अल्ट्रा-तीव्र टेराहर्ट्ज़ पल्स उत्पन्न कर सकता है।

माइक्रोमीटर आकार के ग्रैफ़ीन डिस्कों को इलेक्ट्रोमैग्नेट में बदलने के अलावा, टीम ने 0.5 टेस्ला की सीमा में चुंबकीय क्षेत्रों को भी उत्पन्न किया, जो पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से लगभग 10,000 गुना अधिक है, और यह केवल दस पिकोसेकंड या एक अरबवें का एक सौवां भाग तक रहता था।

इस सफलता को प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ताओं को टेराहर्ट्ज़ फ्लैश को एक विशिष्ट तरीके से ध्रुवीकृत करना पड़ा। यहाँ, विशेष ऑप्टिक्स ने विकिरण की दोलन दिशा को बदल दिया ताकि वह स्थान में हेलिकल रूप से चल सके।

जब वृत्ताकार ध्रुवीकृत फ्लैश छोटे डिस्कों पर प्रहार करते हैं, तो उनमें मुक्त इलेक्ट्रॉन घूमना शुरू कर देते हैं, जिससे डिस्क मूलतः छोटे इलेक्ट्रोमैग्नेट बन जाते हैं।

शोधकर्ताओं के अनुसार, यह सरल और अत्यधिक कुशल प्रक्रिया वैज्ञानिक प्रयोगों में सामग्री गुणों की अधिक विस्तृत समझ के लिए उपयोग की जा सकती है। विशेष रूप से, चुंबकीय क्षेत्र एकध्रुवीय बना रहा, जो कुछ प्रयोगों के लिए लाभदायक है।

भविष्य में, ये छोटे चुंबक मैग्नेटिक स्टोरेज तकनीक और स्पिन्ट्रॉनिक्स में भी उपयोग पाएंगे।

ग्रैफ़ीन में निवेश

ग्रैफ़ीन क्षेत्र में एक कंपनी जो प्रमुख है वह CVD Equipment Corporation (CVV ) है। यह कंपनी रासायनिक वाष्प जमाव (CVD) में उपयोग होने वाले सिस्टम को डिजाइन और निर्मित करती है, जो उच्च गुणवत्ता वाले ग्रैफ़ीन के उत्पादन की एक प्रमुख तकनीक है। और जैसे-जैसे उद्योग ग्रैफ़ीन के वास्तविक अनुप्रयोगों का पता लगाते हैं, विशेषकर इलेक्ट्रॉनिक्स और सामग्री विज्ञान में, CVD का विशिष्ट फोकस मांग के बढ़ने पर इसे रणनीतिक लाभ दे सकता है।

CVD Equipment Corporation

अमेरिका स्थित CVD Equipment रासायनिक वाष्प जमाव (CVD) सिस्टम विकसित करता है, जो ग्रैफ़ीन जैसी उन्नत सामग्री बनाने के साथ-साथ ऊर्जा, एयरोस्पेस और अन्य उद्योगों में उपयोग होने वाले कोटिंग्स के लिए उपयोग किए जाते हैं।

यह ग्रैफ़ीन अनुसंधान एवं विकास और विशेष उत्पादन उपकरण भी प्रदान करता है ताकि बड़े पैमाने पर उच्च गुणवत्ता वाला ग्रैफ़ीन बनाया जा सके।

कंपनी दो खंडों के माध्यम से संचालित होती है। पहला CVD Equipment है, जो फिजिकल वेपर ट्रांसपोर्ट, रासायनिक वाष्प जमाव, और थर्मल प्रोसेस उपकरणों को डिजाइन और निर्मित करता है। दूसरा Stainless Design Concepts (SDC) है, जिसका फोकस अल्ट्रा-हाई प्यूरीटी गैस और रासायनिक डिलीवरी नियंत्रण प्रणालियों पर है।

CVD स्टॉक के बाजार प्रदर्शन के संबंध में, लेखन के समय यह $2.84 पर ट्रेड कर रहा है, YTD में 34% गिरा है। इसके साथ, इसका बाजार पूंजीकरण $20 मिलियन है जबकि EPS (TTM) -0.28 और P/E (TTM) -10.43 है।

कंपनी के वित्तीय आंकड़ों के अनुसार, CVD ने 2024 के पूरे वर्ष के लिए $26.9 मिलियन की आय की रिपोर्ट की, जो YoY में 11.5% वृद्धि है। यह मुख्यतः चल रहे एयरोस्पेस अनुबंधों, SDC खंड, और MesoScribe खंड की $0.8 मिलियन की अंतिम बिक्री से प्रेरित था, जिसने पिछले वर्ष अपने संचालन को बंद कर दिया।

CVD Equipment का सकल लाभ मार्जिन प्रतिशत 2024 में 2.6% बढ़कर 23.6% हो गया। इस अवधि के लिए संचालन हानि $2.4 मिलियन थी, और शुद्ध हानि $1.9 मिलियन, या प्रति मूल और पतला शेयर $0.28 थी।

पिछले वर्ष, कंपनी ने नए आदेशों की बुकिंग में 8.9% की वृद्धि देखी, जो $28.1 मिलियन तक पहुंची, जबकि वर्ष के अंत में बैकलॉग $19.4 मिलियन था।

“2024 के दौरान हम अपने एयरोस्पेस और रक्षा बाजार की निरंतर पुनरुद्धार को देख रहे हैं,” सीईओ मैनी लाकियोस ने कहा, साथ ही यह नोट किया कि सिलिकॉन कार्बाइड बाजार “अधिक क्षमता और वैश्विक वेफ़र कीमतों में गिरावट के कारण चुनौतीपूर्ण” बना हुआ है।

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निष्कर्ष

हल्का, लचीला, मजबूत, और उच्च विद्युत चालकता वाला होने के कारण, ग्रैफ़ीन का ऊर्जा, इलेक्ट्रॉनिक्स, और स्वास्थ्य क्षेत्रों में अनुप्रयोगों के लिए व्यापक रूप से अनुसंधान किया गया है और उपयोग किया गया है।

जैसा कि हमने ऊपर उल्लेख किया, मौन भाषण चोकर और हृदय-निगरानी टैटू जैसी कई रोमांचक विकास लगातार ग्रैफ़ीन की दुनिया का विस्तार कर रहे हैं। अब, ग्रैफ़ीन में एकॉर्डियन प्रभाव की नवीनतम खोज एक और गुण जोड़ रही है: बढ़ी हुई खिंचाव योग्यता, जो इस जादुई सामग्री की पहनने योग्य उपकरणों के साथ संगतता को दर्शाती है।

इसके श्रेष्ठ विद्युत, यांत्रिक, और बायोकम्पैटिबल गुणों के साथ मिलकर, ग्रैफ़ीन अगली पीढ़ी के स्मार्ट पहनने योग्य उपकरणों को शक्ति प्रदान करने के लिए अत्यधिक आशाजनक सामग्री है!

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संदर्भित अध्ययन:

1. Joudi, W., Windisch, R. S., Trentino, A., Propst, D., Madsen, J., Susi, T., Mangler, C., Mustonen, K., Libisch, F., & Kotakoski, J. (2025). कॉरुगेशन-प्रभुत्व वाले यांत्रिक नरमीकरण का दोष-इंजीनियर्ड ग्रैफ़ीन. Physical Review Letters, 134(16), 166102. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.166102

2. Tang, C., Xu, M., Yi, W., Zhang, Y., Wang, J., Li, H., & Zhao, Y. (2024). अल्ट्रासेंसिटिव टेक्सटाइल स्ट्रेन सेंसर पहनने योग्य मौन भाषण इंटरफ़ेस को उच्च मशीन लर्निंग दक्षता के साथ पुनर्परिभाषित करते हैं. NPJ Flexible Electronics, 8, 27. https://doi.org/10.1038/s41528-024-00315-1