ടൈപ്പ് റൈറ്റിംഗ്, ഇലക്ട്രോണിക്സ്, ഐ.ടി.ഐ., പോളിടെക്‌നിക്ക്, കമ്പ്യൂട്ടർ തുടങ്ങി ഒാരോ കാലത്തും പഠനത്തിനും തൊഴിലിനും വാതിൽ തുറന്നിടുന്ന പുതിയ സങ്കേതങ്ങൾ എത്താറുണ്ട്. അങ്ങനെ നോക്കിയാൽ ഇനിയുള്ള കാലം ഗ്രാഫീനിന്റേതായിരിക്കും. ഭാവിയിലെ മാറ്റങ്ങൾ ഗ്രാഫീനിനെ കേന്ദ്രീകരിച്ചായിരിക്കുമെന്ന് പറഞ്ഞാൽ അതിശയോക്തിയാവില്ല.
മുടിനാരിന്റെ പത്തുലക്ഷത്തിലൊന്ന് മാത്രം കട്ടിയും ഉരുക്കിനേക്കാൾ 200 മടങ്ങ് ഉറപ്പുമുള്ള അദ്ഭുത വസ്തുവാണ് ഗ്രാഫീൻ. കായികോപകരണങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിലും വൈദ്യശാസ്ത്രരംഗത്തും നാനോ ടെക്‌നോളജിയിലും മൊബൈൽ ഫോണുകളിലും സ്‌പേസ് ടെക്‌നോളജിയിലും ക്യാമറകളിലുമെല്ലാം ഇനി ഗ്രാഫീൻ വിപ്ലവത്തിന്റെ നാളുകളാണ് വരാൻപോകുന്നത്. ഉദാഹരണത്തിന് പുതിയ ഇനം വൈദ്യുതി വിളക്കുകളായ എൽ.ഇ.ഡി. ബൾബുകളുടെ നേട്ടം അത് വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുമെന്നതാണ്. എന്നാൽ ഇതിൽ ഗ്രാഫീൻകോട്ടിംഗ് ഫിലമെന്റ് ഉപയോഗിച്ചാൽ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗതോത് വീണ്ടും പത്ത് ശതമാനം കുറയും. മാത്രമല്ല ഇവയുടെ ആയുസ് എൽ.ഇ.ഡി. ബൾബുകളേക്കാൾ ഏറെ കൂടുതലും നിർമ്മാണച്ചലവ് കുറവുമാണ്. സമാനമായ മാറ്റം മറ്റ് മേഖലകളിലുമുണ്ടാകും. അതോടെ ഗ്രാഫീൻ ടെക്നോളജി അറിയുന്നവർക്കായിരിക്കും കൂടുതൽ തൊഴിൽ,പഠന സാദ്ധ്യതകളെന്ന് എടുത്തുപറയേണ്ടതില്ലല്ലോ.
ഇന്ത്യയിലെ ആദ്യ
ഇന്നവേഷൻ സെന്റർ
കേരളത്തിൽ
ഏറെ തൊഴിൽ സാദ്ധ്യതയുള്ള ഗ്രാഫീൻ സാങ്കേതികവിദ്യ പഠിപ്പിക്കുന്നതിനുളള രാജ്യത്തെ ആദ്യ കാൽവയ്‌പ് കേരളത്തിലാണെന്നത് മലയാളികൾക്ക് സന്തോഷം നൽകുന്ന കാര്യമാണ്. 86.41കോടി രൂപ ചെലവിൽ എറണാകുളത്ത് ആരംഭിക്കുന്ന ഇന്ത്യാ ഇന്നൊവേഷൻ സെന്റർ ഫോർ ഗ്രാഫീൻ പദ്ധതി കേരള ഡിജിറ്റൽ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയും സെന്റർ ഫോർ മെറ്റീരിയൽസ് ഫോർ ഇലക്ട്രോണിക്സ് ടെക്‌നോളജിയും സംയുക്തമായാണ് നടപ്പാക്കുന്നത്. ടാറ്റ സ്റ്റീൽ ആണ് പദ്ധതിയിലെ പ്രധാന വ്യവസായ പങ്കാളി. വ്യവസായമേഖലയിൽ നിന്നുള്ള നിരവധി മറ്റു കമ്പനികളും ഇന്നവേഷൻ സെന്ററിനു പിന്തുണ നൽകി പ്രവർത്തിക്കും. പദ്ധതി വിഹിതത്തിൽ, കേന്ദ്ര സർക്കാർ 49.18 കോടി രൂപയും വ്യവസായപങ്കാളികൾ 11.48 കോടി രൂപയും നൽകും. പദ്ധതിയ്ക്കാവശ്യമായ സ്ഥലവും കെട്ടിടങ്ങളും ഉൾപ്പെടെയുള്ള എല്ലാ അടിസ്ഥാന സൗകര്യങ്ങളും സംസ്ഥാന സർക്കാർ ഒരുക്കും. ഇന്ത്യയിൽ ഗ്രാഫീൻ ഉത്‌പന്നങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനായി നിക്ഷേപകരെ ആകർഷിക്കാൻ ഇന്ത്യാ ഇന്നൊവേഷൻ സെന്റർ ഫോർ ഗ്രാഫീൻ വഴി സാധിക്കും.
ഗ്രാഫീന്റെ ഉപയോഗങ്ങളിലൂന്നിയ പ്രായോഗിക പഠനവും ഗവേഷണവുമാണ് ഗ്രാഫീൻ സെന്റർ ലക്ഷ്യമിടുന്നത്. ഇലക്ട്രോണിക്സ് മേഖലയിലെ സാദ്ധ്യതകളാകും പ്രധാന ഗവേഷണവിഷയം. എം.എസ് .സി. ഇലക്ട്രോണിക്സ്, എം.എസ്.സി., ടെക്, പി.എച്ച്.ഡി, പോസ്റ്റ്‌ ഡോക്ടറൽ കോഴ്സുകൾ എന്നിവ ഇക്കൊല്ലവും എം.എസ് .സി. മെറ്റീരിയൽസ് പ്രോഗ്രാം അടുത്തവർഷവും തുടങ്ങും. സയൻസ് ബിരുദമാണ് എം.എസ് .സി. പ്രോഗ്രാമിനുള്ള അടിസ്ഥാനയോഗ്യത. കൂടാതെ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് നടത്തുന്ന പ്രവേശനപരീക്ഷയിൽ 50 ശതമാനത്തിലേറെ മാർക്ക്‌ വേണം. ഗേറ്റ്, നെറ്റ് സ്‌കോറുകളുള്ളവർക്ക് പ്രവേശനപരീക്ഷ വേണ്ട. എം.എസ് .സി., എംടെക് ബിരുദധാരികൾക്കു പി.എച്ച്.ഡിക്കും പി.എച്ച്.ഡി നേടിയവർക്ക്‌ പോസ്റ്റ്‌ ഡോക്ടറൽ പ്രവേശനത്തിനും അപേക്ഷിക്കാം.
ഇന്ത്യയിലെ ഏറ്റവും വലിയ ഹാർഡ്‌വെയർ ഇൻക്യുബേറ്ററായ കൊച്ചി മേക്കർ വില്ലേജിന്റെ പങ്കാളിത്തവും വിവിധ കമ്പനികളിലെ ഇന്റേൺഷിപ്, പ്രോജക്ട് ഗവേഷണ അവസരവും കോഴ്സുകളുടെ സവിശേഷതയാണ്.
എന്താണ് ഗ്രാഫീൻ?
ഇംഗ്ലണ്ടിലെ മാഞ്ചസ്റ്റർ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിൽ വച്ച് റഷ്യൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരായ ആന്ദ്രേ ഗെയിം, കോൺസ്റ്റന്റൈൻ നൊവോസെലോവ് എന്നിവർ ചേർന്ന് 2004ലാണ് ഗ്രാഫീൻ കണ്ടെത്തിയത്. ഇതിന് അവർക്ക് 2010ൽ ഭൗതിക ശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നൊബേൽ പുരസ്‌‌കാരം ലഭിച്ചു. ഒരു ആറ്റത്തിന്റെ മാത്രം കട്ടിയുള്ള, തേനീച്ചക്കൂടുപോലെ ഇടതൂർന്ന ക്രിസ്റ്റലിക ഘടനയുള്ള ദ്വിമാന കാർബൺ ആറ്റങ്ങളുടെ ഒരു പരന്ന പാളിയാണ് ഗ്രാഫീൻ. ഗ്രാഫൈറ്റ് എന്ന പേരിനൊപ്പം ഇരട്ട ബന്ധനമുള്ള കാർബൺ സംയുക്തങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്ന 'ഈൻ' എന്ന പദം കൂട്ടിച്ചേർത്താണ് ഗ്രാഫീൻ എന്ന പേര് സൃഷ്ടിച്ചിരിക്കുന്നത്. പല ഗ്രാഫീൻ പാളികൾ ഒന്നിനുമേൽ ഒന്നായി അടുക്കിയതാണ് സാധാരണ ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ (പെൻസിൽ ലെഡ്)ക്രിസ്റ്റലിക ഘടന. ഷഡ്‌കോണ ആകൃതിയിൽ ആറ് കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ തമ്മിൽ ബന്ധനത്തിലിരിക്കുന്ന ഒരു ഘടനയുടെ അനന്തമായ ആവർത്തനമാണ് ഗ്രാഫീൻ പാളിയിൽ കാണാൻ കഴിയുന്നത്. ഒരു ആറ്റത്തിന്റെ മാത്രം കനമുള്ളതുകൊണ്ടും കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ബന്ധന അകലം 0.142 നാനോമീറ്റർ മാത്രം ആയതുകൊണ്ടും ഏതാണ്ട് 70 ലക്ഷം ഗ്രാഫീൻ ഷീറ്റുകൾ ഒന്നിനുമുകളിൽ ഒന്നായി അടുക്കിയാലും അതിന് ഒരു മില്ലിമീറ്റർ കനമേ ഉണ്ടാകൂ. കാർബണിന്റെ മറ്റു രൂപങ്ങളായ കൽക്കരി, കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ, ഫുള്ളറിൻ തൻമാത്രകൾ എന്നിവയുടെ ഏറ്റവും മൗലികമായ ഘടനാ ഏകകമാണ് ഗ്രാഫീൻ. ഗ്രാഫീനെ ഉരുട്ടിയെടുത്താൽ ഫുള്ളറീനുകളും, ഏകമാനത്തിൽ ചുരുളാക്കിയാൽ കാർബൺ നാനോ ട്യൂബുകളും, ത്രിമാനത്തിൽ അടുക്കിവച്ചാൽ ഗ്രാഫൈറ്റും ആകും
ഗ്രാഫീനിന്റെ വ്യവസായ സാദ്ധ്യതകൾ
അത്യസാധാരണയായ ഉയർന്നബലം, താപചാലകത, വിദ്യുത് ചാലകത മുതലായ ഗുണധർമ്മങ്ങൾ കാരണം ഗ്രാഫീൻ പാളികൾ അനേകം സാങ്കേതിക സാദ്ധ്യതകൾ നൽകുന്നുണ്ട്. 'അത്ഭുതവസ്തു'വെന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഗ്രാഫീൻ ഉപയോഗിച്ചുണ്ടാക്കി വിപണിയിലെത്തിയ ആദ്യ ഉത്പന്നം ഊർജക്ഷമതയേറിയ ലൈറ്റ് ബൾബാണ്. കൂടുതൽ ചൂട് ഉത്പാദിപ്പിക്കാതെ, കൂടുതൽ വൈദ്യുതി ഉപയോഗിക്കാതെ കൂടുതൽ പ്രകാശം നൽകുന്നതിനാൽ തന്നെ ഗ്രാഫീൻ ബൾബുകൾ പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവുമാണ്.
ഗ്രാഫീനെ പ്ലാസ്റ്റിക്കോ ഇപ്പോക്സിയോ പോലുള്ള ഖരവസ്‌തുക്കളുമായി സംയോജിപ്പിച്ചാൽ തീരെ ഭാരമില്ലാത്തതും എന്നാൽ സ്റ്റീലിന്റെ നൂറിരട്ടിയോളം ബലവുമുള്ളതുമായ ഉത്‌പന്നങ്ങളുണ്ടാക്കാമെന്നത് ഇതിനെ കാറുകൾ, വിമാനങ്ങൾ, റോക്കറ്റ്, സാറ്റലൈറ്റുകൾ തുടങ്ങിയവയുടെ നിർമ്മാണത്തിന് ഉപയോഗയോഗ്യമാക്കുന്നു. ചൂട് താങ്ങാനുള്ള പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളുടെ കഴിവും ഗ്രാഫീൻ സങ്കലനം വഴി വർദ്ധിപ്പിക്കാം.
ഡോപ്പിംഗ് ചെയ്ത് വൈദ്യുതി കടത്തിവിടാൻ പാകപ്പെടുത്തിയാൽ ഗ്രാഫീൻ വളരെ മികച്ച ഊർജ്ജക്ഷമതയുള്ള ഒരു വിദ്യുത്ചാലകമാകുമിത്. ഇങ്ങനെ തയ്യാറാക്കപ്പെട്ട ഗ്രാഫീനെ പ്ലാസ്റ്റിക്കുമായി സംയോജിപ്പിച്ചാൽ ലോഹഭാഗങ്ങളൊന്നുമില്ലാതെ തന്നെ വൈദ്യുതി കടത്തിവിടുന്ന വസ്തുക്കളെ ഉണ്ടാക്കാൻ നമുക്കാവും. ഇലക്ട്രോണിക്സ് രംഗത്ത് ഇത് വൻ മാറ്റങ്ങളുണ്ടാക്കും. ഇന്നത്തെ കമ്പ്യൂട്ടറുകളിലും മറ്റുമുപയോഗിക്കുന്ന സിലിക്കോൺ അധിഷ്ഠിത ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളെയും ഗ്രാഫീൻ അധിഷ്ഠിത ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ സമീപഭാവിയിൽ തന്നെ പിന്തള്ളുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. ഗ്രാഫീന് ഏറ്റവും ഉയർന്ന ചലനാത്മകതയുള്ള സെമി കണ്ടക്ടറുകളേക്കാൾ വിനിമയ വേഗത കൈവരിക്കാനാവും. ഇത് വേഗത കൂടിയ ചിപ്പുകളുടെ നിർമ്മാണത്തിന് വഴിതെളിക്കും. കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടേയും മറ്റ് ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടേയും വേഗതയും കാര്യക്ഷമതയും വർദ്ധിപ്പിക്കുവാൻ ഇതിനാകുമെന്നാണ് പ്രതീക്ഷ.
കൂടാതെ കൂടുതൽ നേരം ചാർജ് നിലനിറുത്താൻ ബാറ്ററിക്കുള്ളിലെ ഗ്രാഫീന് കഴിയും. മികച്ചൊരു ചാലകശക്തിയായ ഗ്രാഫീന് ഏറെ നേരം ചാർജ് വഹിക്കാനുമാകും. സ്റ്റീലിനേക്കാൾ നൂറിരട്ടി കരുത്തുള്ള ഗ്രാഫീന് വേഗത്തിൽ വൈദ്യുതി കടത്തി വിടാനുമാകും. അതുകൊണ്ടു തന്നെ ബാറ്ററിക്കുള്ളിൽ ഗ്രാഫീൻ ഉപയോഗിച്ചാൽ സെക്കൻഡുകൾക്കുള്ളിൽ അത് ഫുൾചാർജ് ആകുമെന്നുറപ്പ്. റബ്ബറിനേക്കാൾ ഇലാസ്തികതയുമുണ്ട് ഗ്രാഫീന്. വരുംകാലത്ത് ഒടിച്ചുമടക്കാവുന്ന സ്മാർട്‌ഫോണുകൾ വരുമ്പോൾ അതിനുള്ളിൽ ഗ്രാഫീൻ ബാറ്ററികളായിരിക്കും ഉണ്ടാവുക.
ആറ്റങ്ങളുടെ ഒറ്റപ്പാളി മാത്രമുള്ളതിനാൽ ഗ്രാഫീന് പ്രകാശത്തെ മുഴുവനായും കടത്തിവിടാം. മൊബൈൽ ഫോൺ, കമ്പ്യൂട്ടർ തുടങ്ങിയ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിലെ ടച്ച് സ്‌ക്രീനുകൾ, സോളാർ സെല്ലുകൾ തുടങ്ങിയവയിൽ ഈ ഗുണങ്ങൾ അത്യധികം പ്രയോജനപ്രദമാണ്. ഇപ്പോൾ ഇൻഡിയം ടിൻ ഓക്‌സൈഡ് ഉപയോഗിക്കുന്ന സ്ഥാനത്താണ് ഗ്രാഫീൻ ഉപയോഗിക്കുവാൻ കഴിയുക.
ലോഹപ്രതലങ്ങളിൽ ഗ്രാഫീൻ പാളികൾ വച്ചുപിടിപ്പിച്ചാൽ സമർത്ഥങ്ങളായ കോമ്പോസിറ്റുകൾ ഉണ്ടാക്കുവാൻ സാധിക്കും. ഇത് കൃത്രിമ അവയവ നിർമ്മാണത്തിൽ ഏറെ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തും. ഭാരം കുറഞ്ഞതും എന്നാൽ ബലവത്തായതുമായ ശരീര ഭാഗങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുവാൻ ഇത് മൂലം കഴിയും.
അയഡിനോ മാംഗനീസോ ചേർത്ത ഗ്രാഫീൻ നാനോ പാർട്ടിക്കിളുകൾ സി റ്റി സ്‌കാനിൽ കോൺട്രാസ്റ്റ് ഏജന്റായി ഉപയോഗിക്കുവാൻ കഴിയും. ഇത് വിഷ രഹിതമായതിനാൽ വൈദ്യശാസ്ത്ര രംഗത്ത് ഉത്തമമാണ്.ഗ്രാഫീനെ ഒരു അൾട്രാ ഫിൽട്ടറേഷൻ മീഡിയം ആയി വെളളം ശുദ്ധിയാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുവാൻ കഴിയും.
ഹാലജൻ ആറ്റങ്ങൾ (ക്ലോറിൻ, ബ്രോമിൻ, അയഡിൻ പോലുള്ള) ചേർത്ത (ഗ്രാഫീൻ നാനോ പ്ലേറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചാൽ ഫ്യൂവൽ സെല്ലുകളിലെ ചിലവേറിയ പ്ലാറ്റിനം കാറ്റലറ്റിക് സെല്ലുകൾ മാറ്റുവാൻ കഴിയും. ഇത് വഴി ഫ്യൂവൽ സെല്ലുകൾ കുറഞ്ഞ ചിലവിൽ ഉത്‌പാദിപ്പിക്കാൻ സാധിക്കും. ഇത്തരത്തിൽ ഗ്രാഫീനിന്റെ വ്യവസായ സാദ്ധ്യതകളേറെയാണ്.