ग्राफीन पारगम्य निकला, लेकिन केवल हाइड्रोजन के लिए

ग्राफीन एक अनोखी सामग्री है, जिसके गुण इतने अनोखे हैं कि दुनिया भर के कई वैज्ञानिक सक्रिय रूप से सामग्री का अध्ययन कर रहे हैं।

तो यह पहले माना जाता था कि सिंगल-लेयर ग्राफीन पूरी तरह से सभी तरल और गैसों के लिए अभेद्य है। लेकिन अधिक सटीक माप और प्रयोगों से पता चला है कि यह कथन सत्य नहीं है। कम से कम हाइड्रोजन परमाणुओं के लिए, ग्राफीन पारगम्य से अधिक है।

सबसे अधिक संभावना है, यह विसंगति कमरे के तापमान पर सिंगल-लेयर ग्राफीन पर गठित सिलवटों के साथ ठीक हाइड्रोजन परमाणुओं की बातचीत से जुड़ी है।

ग्राफीन के साथ प्रयोग

एक अंतरराष्ट्रीय वैज्ञानिक समूह जिसमें A के नेतृत्व में मैनचेस्टर और वुहान विश्वविद्यालयों के विशेषज्ञ शामिल हैं। खेल, प्रयोगों की एक श्रृंखला का आयोजन किया।

नतीजतन, वे परिमाण के 9 आदेशों द्वारा माप की संवेदनशीलता को बढ़ाने में कामयाब रहे (अपने सहयोगियों के प्रयोगों के साथ तुलना में)।

और जैसा कि इन अध्ययनों से पता चला है, ग्राफीन, प्रति घंटे परमाणुओं की एक जोड़ी की सटीकता के साथ, वास्तव में हीलियम, नियोन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, आर्गन, क्रिप्टन और क्सीनन के लिए एक अचूक बाधा है।

लेकिन हाइड्रोजन के मामले में वैज्ञानिक आश्चर्य में थे।

प्रयोग की प्रगति

प्रयोगों को करने के लिए, वैज्ञानिक समूह के इंजीनियरों ने विशेष रूप से मोनोक्रिस्टलाइन ग्रेफाइट में छेद बनाए या बोरान नाइट्राइड लगभग 50 नैनोमीटर की गहराई के साथ, और फिर कसकर "कुओं" को सिंगल-लेयर फिल्म के साथ बंद कर दिया। ग्राफीन।

इस तरह से प्राप्त कंटेनरों को कक्षों में रखा गया था, जहां विभिन्न गैसों को पंप किया गया था, और कंटेनर में गैसों की संभावित पैठ पर फिल्म की वक्रता के माध्यम से निगरानी की गई थी।

चूंकि साधारण वायुमंडलीय हवा को कंटेनर में सील किया जाता है, और बाहर गैसें एक शुद्ध रूप में होती हैं, इसलिए विभिन्न पक्षों से फिल्म पर आंशिक दबाव अलग होता है।

यदि ग्राफीन गैसों के लिए पारगम्य था, तो समय के साथ यह (गैस) निर्मित कंटेनर में घुस गया, वहां दबाव बढ़ गया और इससे फिल्म की सूजन हो जाएगी।

एक परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी का उपयोग अवलोकन के लिए किया गया था।

प्रयोग के दौरान, एक दर्जन कंटेनरों का उपयोग किया गया था, जो एक महीने तक विभिन्न गैसों में थे।

नतीजतन, वैज्ञानिकों ने पाया कि हाइड्रोजन को छोड़कर झिल्ली के माध्यम से कोई महत्वपूर्ण प्रवाह नहीं था। यह उसके साथ अधिक दिलचस्प निकला।

हाइड्रोजन और ग्राफीन की परस्पर क्रिया की पहेली

तुलना के लिए, सिंगल-लेयर ग्राफीन हीलियम परमाणुओं के लिए कम पारगम्य है (जिसे सभी गैसों का सबसे "फुर्तीला" माना जाता है, इसके लिए कोर का आकार) सिलिका ग्लास की एक किलोमीटर आकार की परत (ऊर्जा अवरोधक 1.2 से अधिक) है इलेक्ट्रॉन वोल्ट)।

मापन से पता चला कि हाइड्रोजन के लिए ग्रेफीन की पारगम्यता 2 * 10 ^ 10 कण प्रति सेकंड प्रति वर्ग मीटर है।

आगे के प्रयोगों को केवल हाइड्रोजन के साथ किया गया था और यह पता लगाना संभव था कि फ्लक्स तेजी से बदलता है और अर्रिन्ह कानून के अनुसार। और ऊर्जा अवरोध की गणना करना संभव था, जो कि 1.0 इलेक्ट्रॉन वोल्ट था। प्रयोग के दौरान प्राप्त डेटा पहले की गई सैद्धांतिक गणनाओं की तुलना में काफी कम था।

हाइड्रोजन परमाणु ग्रेफीन को इतनी आसानी से क्यों भेदते हैं

वैज्ञानिकों ने एक सिद्धांत सामने रखा है जिसके अनुसार ग्राफीन (जो हमेशा कमरे के तापमान पर मौजूद होते हैं) पर मौजूद सिलवटों से हाइड्रोजन के अणुओं का उत्प्रेरक पृथक्करण होता है।

और यह पता चला है कि हाइड्रोजन अणु परमाणुओं में विघटित हो जाता है और मौजूदा तह द्वारा अवशोषित हो जाता है, और जारी इलेक्ट्रॉन ग्रेफीन का संवाहक इलेक्ट्रॉन बन जाता है।

यही है, इस प्रकार हाइड्रोजन को एक प्रोटॉन में बदलना (और जैसा कि पहले स्थापित किया गया था, ग्राफीन प्रोटॉन को अच्छी तरह से प्रसारित करता है)।

फिर बनाई गई प्रोटॉन ग्राफीन फिल्म के दूसरी तरफ "कूदता है" और फिर उससे छील जाता है।

यह है कि वैज्ञानिक प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त सभी आंकड़ों की व्याख्या करते हैं। और ग्राफीन फिल्म के माध्यम से ड्यूटोंन्स का मार्ग भी, जो अन्य प्रयोगों में मापा गया था।

वैज्ञानिकों ने अपने शोध के परिणामों को पत्रिका में प्रकाशित कियाप्रकृति.

ग्राफीन एक अनूठी सामग्री है जिसमें अभी भी कई अनदेखे गुण हैं, इसलिए यदि आप पहली बार नई खोजों के बारे में जानना चाहते हैं, तो लेख की सदस्यता और पसंद करना सुनिश्चित करें।

आपका ध्यान और अंत तक पढ़ने के लिए धन्यवाद!