ग्राफीन अनुसंधान के हाल प्रेस कवरेज, सैद्धांतिक भौतिकी के Eluosilang रोड संस्थान, वैज्ञानिकों ग्राफीन प्वासों के अनुपात से लागू किया तनाव नियंत्रण बदलते द्वारा की खोज की, वैज्ञानिकों ग्राफीन की प्वासों के अनुपात पर एक सार्वजनिक बहस के अंत में पाया गया लंबी। क्यों ग्राफीन प्वासों के अनुपात से बहुत महत्वपूर्ण है? क्योंकि यह सिर्फ एक प्रदर्शन सूचकांक, कई सुविधाओं के पीछे छिपा हुआ यह सीधे ग्राफीन की हमारी परिभाषा को प्रभावित करेगा नहीं है, इसलिए इस खोज के विध्वंसक है।
हम सभी जानते हैं, चमत्कार सामग्री ग्राफीन क्योंकि यह कई मायनों में असामान्य व्यवहार के पारंपरिक सामग्री के साथ एक पूरी तरह से अलग दिखाता है, दो आयामी कार्बन परमाणुओं की एक परत से मिलकर सामग्री, यह बहुत विवादास्पद है। इनमें से एक अपने बिजली के गुणों और लचीलापन है ग्राफीन के बीच संबंधों को एक बहुत ही उच्च आरोप गतिशीलता है, लेकिन इस मूल्य तय नहीं है, प्रभाव लोच से प्रभावित होगा, गतिशीलता मूल्यों नाटकीय रूप से अलग लोचदार बल के तहत बदल जाते हैं। भौतिकविदों पर्याप्त रूप से लगता है प्रतिबिंबित करने के लिए कोशिश कर रहे हैं इस असामान्य व्यवहार के लिए कारण, वे शारीरिक विशेषताओं इस घटना और आम तौर पर लागू की व्याख्या कर सकते की आशा है। एक बार जब हल हो गई है, हम और अधिक प्रभावी ढंग ग्राफीन उपयोग करने में सक्षम और आसान नई सामग्री की आवश्यकता है। लेकिन, शोधकर्ताओं बनाने के लिए किया जाएगा, हमने हाल ही में जब तक किसी भी उचित स्पष्टीकरण नहीं मिला है,।
सबसे सामग्री, जब तनाव के अंतर्गत, वे अनुप्रस्थ संकुचन होते हैं, एक रबर बैंड खींच की तरह है। हालांकि, साल के बारे में एक सौ पहले, जर्मन भौतिकशास्त्री 沃尔德马沃 ITE पाइराइट क्रिस्टल खींच पाया लेकिन सामग्री descenders फैलता है। असामान्य व्यवहार जब खींच के इस प्रकार auxetic सामग्री कहा जाता है 1970 के दशक में, पता चला है, वैज्ञानिकों ने एक गुप्त से पहले ऐसी सामग्री। auxetic सामग्री बनाया वे असामान्य नहीं हैं असामान्य ज्यामिति, जब सामग्री को आराम है, उनकी संरचनात्मक इकाइयों जोड़ रहे हैं, लेकिन जब तनाव तन्यता के अधीन, मुड़ा हुआ विन्यास खींच लिया विस्तारित, आकार तत्क्षण बड़ा हो जाता है।
अंजीर एक पारंपरिक सामग्री auxetic सामग्री और तनी राज्य के अधीन, तह इकाई auxetic सामग्री का विस्तार जब पार्श्व आकार बढ़ता द्वारा खींचा देखा, बी तह नियम मिउरा-ori उत्पाद के तहत बाहर अंजीर, जब सीधा बल्गे की उपस्थिति। छवि स्रोत: सैद्धांतिक भौतिकी के लैंगडो इंस्टीट्यूट
Auxetic सामग्री असामान्य विशेषताओं पूर्व कला में सुधार करने और एक नई तकनीक बनाने के लिए मदद मिलेगी की एक संख्या है। पारंपरिक सामग्री का विस्तार जब गरम, जो यांत्रिक तनाव और आगे अशांति उनके मूल प्रदर्शन को नष्ट करने के लिए कई तरह पैदा करता है। auxetic सामग्री लेकिन इसके विपरीत, वे जब गर्म हटना सकता है, तो हम पारंपरिक सामग्री auxetic मिश्रित सामग्री का उपयोग करने के लिए प्रयास करें और तापमान में वृद्धि के पारंपरिक सामग्री के साथ एक शून्य विस्तार अनुपात। इस तरह से, होने तो समग्र सामग्री से बना, कर सकते हैं मात्रा का विस्तार किया है, लेकिन auxetic सामग्री अच्छी तरह से मुआवजा दिया जा सकता है एक अंतिम मात्रा स्थिरता प्राप्त करने के लिए।
हम परिभाषित सामग्री की क्षमता आम तौर पर एक सामग्री पार्श्व constricted या तनाव के अंतर्गत पारंपरिक सामग्री प्वासों के अनुपात के लिए प्वासों के अनुपात के रूप में जाना विस्तार है आम तौर पर सकारात्मक हैं, लेकिन auxetic सामग्री नकारात्मक प्वासों के अनुपात से पता है, Kachorovskii ने कहा: 'वैज्ञानिकों ग्राफीन की प्वासों के अनुपात से एक लंबे समय से रुचि रही है, हम आम तौर पर मानना है कि यह नकारात्मक है। हालांकि, हाल के कुछ संख्यात्मक गणना दिखाने ग्राफीन सकारात्मक प्वासों के अनुपात से भी नकारात्मक हो सकता है हो सकता है। पहली नज़र में विभिन्न गणनाओं के परिणाम पूरी तरह से विरोधाभासी हैं।
प्वासों के अनुपात से मापना कठिन है, यह ग्राफीन के लिए और अधिक कठिन है क्योंकि आम तौर पर एक सब्सट्रेट पर ग्राफीन बढ़ रही है, सब्सट्रेट विभिन्न मापा असली ग्राफीन प्वासों अनुपात से हमें रोकेगा। हम एक सब्सट्रेट, एकल ग्राफीन और बहुत छोटी नहीं है, तो यह स्थिरता नियंत्रित तन्यता परीक्षण पर क्लिप करना असंभव है। प्वासों के अनुपात से पता है कि जरूरत नहीं है यह मापने के लिए? नहीं, अनुसंधान एवं विकास कार्बन सामग्री प्रौद्योगिकी और इंजीनियरों ने इस के लिए मांग है, वे जानना चाहते हैं ग्राफीन मुद्रास्फीति खींच वास्तव में है कि क्या जरूरत है।
इस मुद्दे पर तो Landau संस्थान सैद्धांतिक भौतिकी के लिए, वैज्ञानिकों किया गया है प्रयासों, वे 'सामंजस्य' करने के लिए पिछले संघर्ष के परिणामों की कोशिश कर रहा शुरू करते हैं, और ग्राफीन प्वासों के अनुपात का सही मानकों लगाना चाहते हैं। हालांकि, शोध आगे के रूप में अग्रिम, उन्होंने पाया कि इस संख्या में एक निश्चित मूल्य नहीं है, यह लागू किया तनाव Kachorovskii इस शोधकर्ता जोड़ा के रूप में बदल जाएगा:, सामग्री हो जाएगा के रूप में आम प्वासों अनुपात सकारात्मक है एक ही जब 'में अधिक तन्य तनाव में ग्राफीन । हालांकि, के साथ तन्य तनाव कम हो जाता है, शुरू होता है ग्राफीन auxetic सामग्री गुण दर्शाती है, प्वासों का एक नकारात्मक मूल्य दर्शाती है। '
वे प्वासों के अनुपात और असामान्य संपर्क के बीच तो इस तरह खिंचाव की व्याख्या की। यद्यपि अधिकांश लोगों को देखने ग्राफीन चित्रों फ्लैट, कार्बन परमाणुओं की दो आयामी चादर रहे हैं, लेकिन ऐसा नहीं है। वास्तव में, वे वहाँ कई और झुकने लहरें, झुकने लहरें हैं। वे, 'पत्र' आपरेशन से एक फ्लैट राज्य के साथ झुर्रियों वाली होती है ग्राफीन राज्य हो जाते हैं ताकि ग्राफीन नहीं बल्कि एक साधारण फ्लैट चुन्नटदार, वे देने के लिए 'जोड़' इसलिए जिसे उपयुक्त एक फ्लैट दो आयामी संरचना Kachorovskii समझाया की तरह बर्ताव करता है कि: 'वैज्ञानिक समुदाय लंबे समय से मान्यता है कि झिल्ली विश्वास है कि वहाँ कोई इस तरह के दो आयामी ग्राफीन की तरह क्रिस्टल हो जाएगा, उन्हें लगता है कि वे हमेशा हटना की कोशिश कर रहे है गेंद।
'लेकिन, जैसा कि हमने देखा है, ग्राफीन की खोज इस सिद्धांत pulverizing। अस्तित्व alkenyl ग्रेफाइट सतह तनाव और कुछ उतार चढ़ाव के समान संपीड़न, वे nonlinear बातचीत सतह झुर्रियों घटित एक गेंद में संकोचन ग्राफीन में बाधा। तो, सख्ती से कर रहे हैं कहने के लिए, वास्तव में, दो आयामी ग्राफीन क्रिस्टल नहीं माना जाता है, यह दो और तीन आयामों के बीच एक मध्यवर्ती राज्य में होना चाहिए। '
प्वासों के अनुपात से पता है कि अंत साइन इन क्यों करें बदलता है? क्योंकि बाहरी ग्राफीन सतह तनाव और संपीड़न बाहरी तनाव की वजह से निहित उतार चढ़ाव की रपट कार्रवाई के तहत cannulated और एक प्रतियोगी प्रभाव। जब उच्च बाहरी तनाव, auxetic व्यवहार है उत्पादन निषेध, प्वासों के अनुपात एक सकारात्मक मूल्य से पता चलता है, जब बाहरी तन्य तनाव कम हो जाता है, ग्राफीन दबाव में उतार-चढ़ाव की सतह की झुर्रियों की घटना पर हावी प्वासों के अनुपात से नकारात्मक हो जाता है, जिसके कारण कोई परिवर्तन होता है प्वासों अनुपात प्रतीकों।
Kachorovskii ने कहा: 'अतिरिक्त ऊर्जा है, जिसके कारण असामान्य ग्राफीन प्रदर्शन लचीलापन और ग्राफीन की अन्य विशेष गुण यह भी बताते हैं भंडारण अनुप्रस्थ झुकने लहरों परतों क्यों अनुदैर्ध्य गर्मी संकोचन, क्योंकि इसके अनुप्रस्थ परतों की। तह हुआ है, तो प्रदर्शन और विभिन्न संकोचन व्यवहार की सामग्री के सबसे। इसलिए, हमें विश्वास है कि ग्राफीन आम सुविधा के व्यवहार की व्याख्या है प्वासों के अनुपात के रूप में लंबे प्वासों अनुपात पूरी तरह से पर्याप्त समझ था के रूप में, हम और अधिक स्पष्ट रूप से कर सकेंगे कर सकते हैं ग्राफीन आगे अन्य असामान्य व्यवहार और प्रदर्शन की भविष्यवाणी की व्याख्या की। '
इससे भी ज्यादा महत्वपूर्ण वर्तमान परिणाम भी गणना करके स्पष्टीकरण दें कि पिछले अध्ययनों विरोधाभासी ग्राफीन प्वासों के अनुपात से पता नहीं है। ', हम लोचदार संतुलन का एक पूरा विश्लेषण ग्राफीन गुच्छे समीकरण मिलता है, परिणाम है कि दिखाने के ग्राफीन फिल्म व्यवहार के दो पैटर्न देखते हैं: सामान्य परिस्थितियों में, सभी ग्राफीन की संपत्तियों मानक मूल्य से निर्धारित होता है, प्वासों के अनुपात से एक ही समय में सकारात्मक माना जाता है, ग्राफीन के लिए तथाकथित Ginzburg की लंबाई के अनुपात, Ginzburg लंबाई (। रेंज 70 angstroms) बड़े नमूना, auxetic व्यवहार 40 से उभरने, गणना की नकारात्मक प्वासों के अनुपात से पता है। 'Kachorovskii कहा,' नमूना आकार व्यवहार में प्रयोग निश्चित रूप से बड़ा है, इसलिए हम सबसे असामान्य पुल देख सकते हैं विस्तार व्यवहार। '
इस घटना की व्याख्या भी लहरों के विभिन्न प्रकार के साथ जुड़ा हुआ है, इन तरंगों एक बहुत जटिल तरीके से बातचीत। Ginzburg लंबाई इन मुलाकातों को चिह्नित नहीं रह नजरअंदाज कर दिया तराजू हो, इस पैमाने पर सामग्री वे असामान्य व्यवहार प्रदर्शित करने के लिए शुरू इस तरह के दो आयामी क्रिस्टल के इस बड़े पैमाने पर बातचीत के रूप में बाधा। एक गेंद में हटना विभिन्न सामग्रियों अलग लंबाई Ginzburg, पता उनकी विशिष्ट रेंज नई सामग्री के विकास के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
Kachorovskii लोगों को आमतौर पर गणना Ginzburg लंबाई के अभाव में नई सामग्री बनाते हैं और फिर उनके गुणों के बारे में खास लगता है, यह एक पूरी तरह से गलत दृष्टिकोण है की कोशिश कर रहा याद दिलाने के लिए। यदि Ginzburg महान लंबाई करने के लिए 1 किमी, तो नमूना के सामान्य आकार किसी विशेष गुण नहीं दिखा था। इसलिए पता Ginzburg लंबाई बहुत महत्वपूर्ण है।
वाद-विवाद ग्राफीन की प्वासों के अनुपात से समाप्त हो गया, ग्राफीन auxetic असामान्य व्यवहार भी एक आदर्श स्पष्टीकरण किया गया है। ग्राफीन की प्रदर्शन इतनी आसानी से लगाए गए बल की प्रभाव से प्रभावित देखते हुए, हम इसका इस्तेमाल अत्यधिक संवेदनशील ध्वनिक सेंसर का निर्माण कर सकते हैं, क्योंकि ध्वनि तरंगों कर सकते हैं ग्राफीन ग्राफीन प्रतिरोध खींच सैद्धांतिक भौतिकी संस्थान के लिए काफी बदल जाएगा। Landau संस्थान एजेंडा में आवेदन दिया है के विभिन्न डिग्री पर फैला फिल्म, वे इस तरह के एक डिटेक्टर इलेक्ट्रोड की संवेदनशीलता गणना उच्च। इसके अलावा, auxetic सामग्री में ध्वनि के वेग सामान्य सामग्री की तुलना में अधिक है, इसलिए जब ग्राफीन फुलाया राज्य में खींच, ध्वनि तेजी से यात्रा करता है कि, हमें अल्ट्रा तेजी से प्रतिक्रिया सेंसर का निर्माण करने में मदद हो सकता है ध्वनि की दोलन में परिवर्तन के तेजी से पता लगाने।