ठीक एक साल पहले, वैज्ञानिकों ने ऐसे परिणाम प्रस्तुत किए जो सच होने के लिए लगभग बहुत अच्छे लग रहे थे: कार्बन शीट केवल एक परमाणु मोटी, जिसे ग्राफीन कहा जाता है, ने महत्वपूर्ण भौतिक गुणों की एक जोड़ी को लिया जब वे सिर्फ "जादू" कोण के सापेक्ष सही थे। एक दूसरे। यदि इस महीने दुनिया के सबसे बड़े भौतिकी सम्मेलन में माहौल कोई संकेत था, तो मुड़ ग्राफीन ने अब भौतिकी अनुसंधान के एक बिल्कुल नए क्षेत्र को जन्म दिया है।
फ्रिजीड बोस्टन तापमान और देर से चलने वाली बर्फीली हवा के बावजूद, भौतिकविदों ने अमेरिकन फिजिकल सोसाइटी की मार्च की बैठक में कमरों को झुंड में रख दिया, कई हॉलवे में बाहर खड़े दिख रहे थे, जो इस जादू-कोण ग्राफीन के बारे में नवीनतम परिणाम सुनने की उम्मीद कर रहे थे। इस परिणाम ने दुनिया भर के भौतिकविदों से दिलचस्पी ली है जो कार्बन शीट में बंद अजीब घटनाओं को समझने की उम्मीद करते हैं।
Gizmodo को बताया कि पिछले साल के ट्विस्टेड ग्राफीन पेपर्स के पीछे भौतिकी के प्रिंसिपल प्रोफेसर और प्रमुख अन्वेषक पाब्लो जारिलो-हेरेरो ने कहा, "फील्ड्स जो पहले अपेक्षाकृत जुड़े हुए थे, अब इस एक प्रकार की सामग्री का अध्ययन कर रहे हैं ।" "इसने रोमांचक इंटरैक्शन की एक विशाल मात्रा बनाई है।"
2004 में, वैज्ञानिकों आंद्रे गीम और कोन्स्टेंटिन नोवोसेलोव ने चिपकने वाली टेप का उपयोग करके ग्रेफाइट (जिसे पेंसिल लीड भी कहा जाता है) की सिंगल-एटम परतों को छीलकर, पहले से दो-आयामी सामग्री बनाकर अलग-थलग कर दिया। तब से, ग्राफीन अपने लचीलेपन, चालकता और बिजली को स्टोर करने की क्षमता के लिए अच्छी तरह से जाना जाता है।
पिछले साल, स्नातक छात्र युआन काओ के नेतृत्व में भौतिक विज्ञानियों के एक दल ने विज्ञान के रूप में चौंकाने वाला करीब के रूप में एक खोज की। उन्होंने एक दूसरे के ऊपर ग्राफीन शीट की एक जोड़ी खड़ी की, सिस्टम को पूर्ण शून्य के करीब ठंडा कर दिया, और एक शीट को दूसरे के सापेक्ष 1.1 डिग्री के कोण पर घुमा दिया। उन्होंने एक वोल्टेज जोड़ा, और सिस्टम एक प्रकार का इन्सुलेटर बन गया जैसे कि कणों के बीच की बातचीत इलेक्ट्रॉनों को बढ़ने से रोकती है। जब उन्होंने अधिक इलेक्ट्रॉनों को जोड़ा, तो सिस्टम एक सुपरकंडक्टर बन गया, एक तरह का सिस्टम जिसमें इलेक्ट्रिकल चार्ज बिना प्रतिरोध के चल सकता है।
"यह अद्भुत था," जारिलो-हेरेरो ने गिजमोदो को बताया। "हमने सोचा कि यह सच होने के लिए बहुत अच्छा था ... हम पहले तो इतने संदिग्ध थे कि हम सोच रहे थे कि क्या हमें इस पर और समय बिताना चाहिए, लेकिन जब हमने नतीजे देखे, तो हम उड़ गए।"
वे जानते थे कि उनका परिणाम महत्वपूर्ण होगा, और उन्होंने जितने प्रयोग किए थे, उनके ठोस-ठोस साक्ष्य प्रस्तुत करने के लिए उतने ही प्रयोग करने की कोशिश की। "हम बहुत चिंतित थे कि हम स्कूप हो जाएंगे," जारिलो-हेरेरो ने कहा। "लेकिन अगर आप कुछ महत्वपूर्ण घोषणा करते हैं और बहुत सारे लोग ध्यान दे रहे हैं, तो आप बेहतर सुनिश्चित करेंगे कि मूल बातें सही हैं।"
ये जादू-कोण प्रभाव मोइरे पैटर्न से संबंधित हैं जो मुड़ शीट्स में विकसित होते हैं। जब आप दो हेक्सागोनल शीट को एक दूसरे के ऊपर रखते हैं, तो बड़े हेक्सागोनल पैटर्न बनने लगते हैं। ये बड़े हेक्सागोन्स व्यक्तिगत इकाइयाँ बन जाते हैं, बजाय कार्बन परमाणुओं द्वारा निकाले गए छोटे हेक्सागोन्स के।
तब से परिणाम कई टीमों द्वारा दोहराया गया है, और खोज के एक साल बाद, भौतिक विज्ञानी ड्रम में सामग्री पर शोध कर रहे हैं। हालांकि सिद्धांतकारों ने पहली बार भविष्यवाणी की थी कि लगभग एक दशक पहले इन भौतिक स्तरित ग्राफीन प्रणालियों में नए भौतिक प्रभाव प्रकट होंगे, पिछले एक साल में सौ से अधिक नए सिद्धांत पेपर आर्क्सिव प्रिटप्रिंट सर्वर पर दिखाई दिए हैं, जो एमआईटी टीम के कागजात का हवाला देते हैं। अभी भी बहुत कुछ है कि भौतिकविदों को अतिचालकता की उत्पत्ति और इन्सुलेट राज्यों की प्रकृति के बारे में समझ नहीं है।
लेकिन इस प्रणाली को बंद क्यों किया गया है? जारिलो-हेरेरो ने समझाया कि यह पहले से ही भौतिकी के फलने-फूलने वाले क्षेत्रों को जोड़ती है, जिसमें ग्राफीन और अन्य दो-आयामी सामग्री, टोपोलॉजिकल गुण (कुछ शारीरिक परिवर्तनों के बावजूद परिवर्तन नहीं होने वाले गुण), सुपर-कोल्ड मैटर और असामान्य इलेक्ट्रॉनिक व्यवहारों का अध्ययन शामिल है। जिस तरह से इलेक्ट्रॉनों को कुछ सामग्रियों में वितरित किया जाता है।
उसके शीर्ष पर, स्टैक्ड ग्राफीन शीट एक तरह से नियंत्रणीय और सुलभ हैं, जो अन्य सामग्री नहीं हैं, यह देखते हुए कि वे उत्पादन करने के लिए अपेक्षाकृत आसान हैं। और बस एक मोड़, एक वोल्टेज और कुछ इलेक्ट्रॉनों के साथ विभिन्न प्रभावों के बीच स्विच करने की क्षमता अन्य सामग्रियों की तुलना में उच्च स्तर के नियंत्रण की अनुमति देती है। सामग्री के अधिक अजीब गुणों की खोज के लिए शोधकर्ताओं ने इस प्लेटफॉर्म का उपयोग जारी रखा है ।
अनुसंधान में स्नातक छात्रों और पोस्ट-डॉक्स की एक आमद देखी गई है, जहां वे एक ऐसे क्षेत्र की तलाश कर रहे हैं, जहाँ वे अपना प्रभाव डाल सकें। "इस रोमांचक रोमांचक चीज़ को देखने में कुछ योगदान करने में सक्षम होने और इस दिलचस्प नए सामान को वास्तव में मजेदार बनाने के लिए किया गया है," आरोन शार्प, पीएचडी। स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में लागू भौतिकी में छात्र, गिज़मोडो ने बताया। शार्प की टीम ने हाल ही में एपीएस मार्च की बैठक में सामग्री के गुणों का अपना माप प्रस्तुत किया।
क्षेत्र ने अनुभवी विशेषज्ञों को भी आकर्षित किया है; मैं प्रसिद्ध वैज्ञानिक हार्वर्ड ग्राफीन वैज्ञानिक फिलिप किम द्वारा विभिन्न वैज्ञानिक उपकरणों के साथ मुड़ी हुई चादरों को चिह्नित करने की बात पर बैठ गया। अन्य शोधकर्ता हॉलवे में बाहर की ओर खड़े थे, यह सुनने के लिए कि उन्हें क्या कहना है।
जैसा कि भौतिक विज्ञानी उत्साह से गूंज रहे हैं, यह शायद दशकों पहले होगा जब आप अपने स्मार्टफोन या किसी उपभोक्ता डिवाइस में मुड़ बिलीयर ग्राफीन देखेंगे, हालांकि स्पष्ट रूप से यह भविष्यवाणी करना मुश्किल है। शोधकर्ताओं ने महसूस किया है कि आज बाजार पर बहुत सारे ग्राफीन वास्तव में महंगे पेंसिल लेड हैं । दो-आयामी शीट के साथ काम करना मुश्किल है: उन्हें पूर्ण शून्य से 1.7 डिग्री ऊपर आयोजित किया जाना चाहिए, और चादरें उस 1.1-डिग्री कोण पर आयोजित नहीं करना पसंद करेंगी (दो बार मैग्नेट के समान उनके पास नहीं होना पसंद करेंगे उत्तर ध्रुव छूना)। यह केवल एक परमाणु मोटी है कि एक सामग्री में हेरफेर करने के लिए काफी मुश्किल है।
बायलर ग्रेफीन के लिए उत्तेजना भौतिकी से उपजी है जो इसे रेखांकित करती है, इस वादे से नहीं कि यह क्वांटम कंप्यूटर या सौर पैनल जैसे तकनीक में उपयोगी हो जाएगा। लेकिन क्षेत्र की संभावना जल्द ही मर नहीं जाएगी। जारिलो-हरेरो ने कहा: "वैज्ञानिक खोज और बौद्धिक रुचि के मामले में 'ट्विस्ट्रोनिक्स' के क्षेत्र में इस तरह की क्षमता काफी है।"
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