തിരുവനന്തപുരം : രണ്ടാം പിണറായി സര്ക്കാറിന്റെ ആദ്യ സമ്പൂര്ണ ബജറ്റ് നിയമസഭയില് ധനമന്ത്രി കെ.എന് ബാലഗോപാല് അവതരിപ്പിച്ചു. വിലക്കയറ്റം നേരിടാനും ഭക്ഷ്യ സുരക്ഷക്കുമായി 2000 കോടി രൂപ വീതം ബജറ്റില് ധനമന്ത്രി പ്രഖ്യാപിച്ചു. ലോക സമാധാനത്തിന് ഓണ്ലൈന് സെമിനാര് സംഘടിപ്പിക്കുന്നതിന് 2 കോടി രൂപയും പ്രഖ്യാപിച്ചിട്ടുണ്ട്. മന്ത്രി ബാലഗോപാലിന്റെ ആദ്യ സമ്പൂര്ണ ബജറ്റിന്റെ അവതരണം നിയമസഭയില് തുടരുകയാണ്. അടുത്ത 25 വര്ഷത്തേയ്ക്ക് ലക്ഷ്യമിട്ടുള്ള ബഡ്ജറ്റാണ് ധനമന്ത്രി അവതരിപ്പിച്ചത്. വിദ്യാഭ്യാസ മേഖലയില് ഭാവി കണ്ടുകൊണ്ടുള്ള നിരവധി പദ്ധതികള്ക്കാണ് ബഡ്ജറ്റില് പണം അനുവദിച്ചിട്ടുള്ളത്.
ഇതില് ശ്രദ്ധേയമായത് നാളെയുടെ അദ്ഭുത പദാര്ത്ഥം എന്ന വിശേഷണമുള്ള ഗ്രാഫീന് ഗവേഷണ മേഖലയ്ക്ക് പണം അനുവദിച്ചതാണ്. മനുഷ്യ ജീവിതത്തില് വിപ്ലവകരാമായ മാറ്റങ്ങളുണ്ടാക്കാന് ഗ്രാഫീന് കഴിയുമെന്നാണ് കരുതുന്നത്. ഒരേസമയം സുതാര്യവും വൈദ്യുതിയുടെ ചാലകവുമായ ഗ്രാഫീന് വളരെ പ്രാധാന്യമുണ്ട്. അതിനാല് ഇലക്ട്രോണിക്സ് വ്യവസായത്താല് വലിയമാറ്റം കൊണ്ടുവരാന് ഇതിനാവും. കേരള സര്ക്കാരും ഇന്ഫര്മേഷന് ആന്ഡ് ഐടി വകുപ്പും ചേര്ന്ന് സ്ഥാപിച്ച ഇന്ത്യാ ഇന്നവേഷന് സെന്റര് ഫോര് ഗ്രാഫീന് ഈ മേഖലയില് ഗവേഷണം നടത്തുന്നുണ്ട്. സീമറ്റിനെയും ഡിജിറ്റല് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയേയും പദ്ധതിയുടെ നിര്വഹണ ഏജന്സികളായും ടാറ്റാ സ്റ്റീലിനെ വ്യാവസായിക പങ്കാളിയായി തിരഞ്ഞെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ഈ സ്ഥാപനത്തെ വളര്ത്തി എടുക്കുന്നതിനായി ഗവേഷണപദ്ധതിക്കായുള്ള ആദ്യ ഗഡുവായി 15 കോടി രൂപ ബഡ്ജറ്റില് വകയിരുത്തി.
എന്താണ് ഗ്രാഫീന്
ഒരു ദ്വിമാന പദാര്ത്ഥമാണ് ഗ്രാഫീന്. കനമില്ലാത്തതും ചാലകശക്തിയുള്ളതുമായ ഗ്രാഫീനെ വേണമെങ്കില് ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ ഒരു ലെയെറന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കാം. ഇതിന്റെ പ്രത്യേകത മറ്റു പദാര്ത്ഥങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് ചാലക ശക്തി വളരെ കൂടുതലാണ്. ഭാരം കുറവും ശക്തി കൂടുതലുമുള്ളതാണ് ഗ്രാഫീന്. നിലവില് കാമറയില് ഫോട്ടോ ഡയോഡില് ലൈറ്റ് അബ്സോര്ബ്ഷന് കപ്പാസിറ്റി കൂട്ടാന് ഈ വസ്തു ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. സിമന്റിന്റെ ശക്തി കൂട്ടുന്നതിനും ഗ്രാഫീന് ഉപയോഗിക്കുന്നു. നാനോ സ്കെയില് മുതല് ലാര്ജ് സ്കെയില് മെറ്റീരിയല്സില് വരെ ഇതിന്റെ ഉപയോഗം ശ്രദ്ധേയമാണ്. അതിനാല് തന്നെ ഗ്രാഫീന് വ്യാവസായികമായി വളരെ അധികം പ്രാധാന്യം കല്പ്പിക്കുന്ന പദാര്ത്ഥമാണ്. വ്യാവസായിത പ്രാധാന്യം മനസിലാക്കി ചൈന അതിവേഗമാണ് ഗ്രാഫീന് അധിഷ്ഠിത പ്രവര്ത്തനങ്ങള്ക്ക് മുന്തൂക്കം നല്കുന്നത്. ഗ്രാഫീന്റെ ഉത്പാദനം ചെലവേറിയതാണ്.
ഇംഗ്ലണ്ടിലെ മാഞ്ചസ്റ്റര് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയില് വച്ച് റഷ്യന് ശാസ്ത്രജ്ഞരായ ആന്ദ്രേ ഗെയിം, കോണ്സ്റ്റന്റൈന് നൊവോസെലോവ് എന്നിവര് ചേര്ന്ന് 2004 ലാണ് ഗ്രാഫീന് കണ്ടെത്തിയത്. ഇതിന് അവര്ക്ക് 2010 ല് ഭൗതിക ശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നൊബേല് പുരസ്കാരം ലഭിച്ചു. ഒരു ആറ്റത്തിന്റെ മാത്രം കട്ടിയുള്ള, തേനീച്ചക്കൂടുപോലെ ഇടതൂര്ന്ന ക്രിസ്റ്റലിക ഘടനയുള്ള ദ്വിമാന കാര്ബണ് ആറ്റങ്ങളുടെ ഒരു പരന്ന പാളിയാണ് ഗ്രാഫീന്. ഗ്രാഫൈറ്റ് എന്ന പേരിനൊപ്പം ഇരട്ട ബന്ധനമുള്ള കാര്ബണ് സംയുക്തങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്ന ‘ഈന്’ എന്ന പദം കൂട്ടിച്ചേര്ത്താണ് ഗ്രാഫീന് എന്ന പേര് സൃഷ്ടിച്ചിരിക്കുന്നത്. പല ഗ്രാഫീന് പാളികള് ഒന്നിനുമേല് ഒന്നായി അടുക്കിയതാണ് സാധാരണ ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ (പെന്സില് ലെഡ്)ക്രിസ്റ്റലിക ഘടന.
ഷഡ്കോണ ആകൃതിയില് ആറ് കാര്ബണ് ആറ്റങ്ങള് തമ്മില് ബന്ധനത്തിലിരിക്കുന്ന ഒരു ഘടനയുടെ അനന്തമായ ആവര്ത്തനമാണ് ഗ്രാഫീന് പാളിയില് കാണാന് കഴിയുന്നത്. ഒരു ആറ്റത്തിന്റെ മാത്രം കനമുള്ളതുകൊണ്ടും കാര്ബണ് ആറ്റങ്ങള് തമ്മിലുള്ള ബന്ധന അകലം 0.142 നാനോമീറ്റര് മാത്രം ആയതുകൊണ്ടും ഏതാണ്ട് 70 ലക്ഷം ഗ്രാഫീന് ഷീറ്റുകള് ഒന്നിനുമുകളില് ഒന്നായി അടുക്കിയാലും അതിന് ഒരു മില്ലിമീറ്റര് കനമേ ഉണ്ടാകൂ. കാര്ബണിന്റെ മറ്റു രൂപങ്ങളായ കല്ക്കരി, കാര്ബണ് നാനോട്യൂബുകള്, ഫുള്ളറിന് തന്മാത്രകള് എന്നിവയുടെ ഏറ്റവും മൗലികമായ ഘടനാ ഏകകമാണ് ഗ്രാഫീന്. ഗ്രാഫീനെ ഉരുട്ടിയെടുത്താല് ഫുള്ളറീനുകളും, ഏകമാനത്തില് ചുരുളാക്കിയാല് കാര്ബണ് നാനോ ട്യൂബുകളും, ത്രിമാനത്തില് അടുക്കിവച്ചാല് ഗ്രാഫൈറ്റും ആകും.
ഗ്രാഫീനിന്റെ വ്യവസായ സാദ്ധ്യതകള്
അത്യസാധാരണയായ ഉയര്ന്നബലം, താപചാലകത, വിദ്യുത് ചാലകത മുതലായ ഗുണധര്മ്മങ്ങള് കാരണം ഗ്രാഫീന് പാളികള് അനേകം സാങ്കേതിക സാദ്ധ്യതകള് നല്കുന്നുണ്ട്. ‘അത്ഭുതവസ്തു’വെന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഗ്രാഫീന് ഉപയോഗിച്ചുണ്ടാക്കി വിപണിയിലെത്തിയ ആദ്യ ഉത്പന്നം ഊര്ജക്ഷമതയേറിയ ലൈറ്റ് ബള്ബാണ്. കൂടുതല് ചൂട് ഉത്പാദിപ്പിക്കാതെ, കൂടുതല് വൈദ്യുതി ഉപയോഗിക്കാതെ കൂടുതല് പ്രകാശം നല്കുന്നതിനാല് തന്നെ ഗ്രാഫീന് ബള്ബുകള് പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവുമാണ്.
ഗ്രാഫീനെ പ്ലാസ്റ്റിക്കോ ഇപ്പോക്സിയോ പോലുള്ള ഖരവസ്തുക്കളുമായി സംയോജിപ്പിച്ചാല് തീരെ ഭാരമില്ലാത്തതും എന്നാല് സ്റ്റീലിന്റെ നൂറിരട്ടിയോളം ബലവുമുള്ളതുമായ ഉത്പന്നങ്ങളുണ്ടാക്കാമെന്നത് ഇതിനെ കാറുകള്, വിമാനങ്ങള്, റോക്കറ്റ്, സാറ്റലൈറ്റുകള് തുടങ്ങിയവയുടെ നിര്മ്മാണത്തിന് ഉപയോഗയോഗ്യമാക്കുന്നു. ചൂട് താങ്ങാനുള്ള പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളുടെ കഴിവും ഗ്രാഫീന് സങ്കലനം വഴി വര്ദ്ധിപ്പിക്കാം. ഡോപ്പിംഗ് ചെയ്ത് വൈദ്യുതി കടത്തിവിടാന് പാകപ്പെടുത്തിയാല് ഗ്രാഫീന് വളരെ മികച്ച ഊര്ജ്ജക്ഷമതയുള്ള ഒരു വിദ്യുത്ചാലകമാകുമിത്. ഇങ്ങനെ തയ്യാറാക്കപ്പെട്ട ഗ്രാഫീനെ പ്ലാസ്റ്റിക്കുമായി സംയോജിപ്പിച്ചാല് ലോഹഭാഗങ്ങളൊന്നുമില്ലാതെ തന്നെ വൈദ്യുതി കടത്തിവിടുന്ന വസ്തുക്കളെ ഉണ്ടാക്കാന് നമുക്കാവും.
ഇലക്ട്രോണിക്സ് രംഗത്ത് ഇത് വന് മാറ്റങ്ങളുണ്ടാക്കും. ഇന്നത്തെ കമ്പ്യൂട്ടറുകളിലും മറ്റുമുപയോഗിക്കുന്ന സിലിക്കോണ് അധിഷ്ഠിത ട്രാന്സിസ്റ്ററുകളെയും ഗ്രാഫീന് അധിഷ്ഠിത ട്രാന്സിസ്റ്ററുകള് സമീപഭാവിയില് തന്നെ പിന്തള്ളുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. ഗ്രാഫീന് ഏറ്റവും ഉയര്ന്ന ചലനാത്മകതയുള്ള സെമി കണ്ടക്ടറുകളേക്കാള് വിനിമയ വേഗത കൈവരിക്കാനാവും. ഇത് വേഗത കൂടിയ ചിപ്പുകളുടെ നിര്മ്മാണത്തിന് വഴിതെളിക്കും. കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടേയും മറ്റ് ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടേയും വേഗതയും കാര്യക്ഷമതയും വര്ദ്ധിപ്പിക്കുവാന് ഇതിനാകുമെന്നാണ് പ്രതീക്ഷ.
കൂടാതെ കൂടുതല് നേരം ചാര്ജ് നിലനിറുത്താന് ബാറ്ററിക്കുള്ളിലെ ഗ്രാഫീന് കഴിയും. മികച്ചൊരു ചാലകശക്തിയായ ഗ്രാഫീന് ഏറെ നേരം ചാര്ജ് വഹിക്കാനുമാകും. സ്റ്റീലിനേക്കാള് നൂറിരട്ടി കരുത്തുള്ള ഗ്രാഫീന് വേഗത്തില് വൈദ്യുതി കടത്തി വിടാനുമാകും. അതുകൊണ്ടു തന്നെ ബാറ്ററിക്കുള്ളില് ഗ്രാഫീന് ഉപയോഗിച്ചാല് സെക്കന്ഡുകള്ക്കുള്ളില് അത് ഫുള്ചാര്ജ് ആകുമെന്നുറപ്പ്. റബ്ബറിനേക്കാള് ഇലാസ്തികതയുമുണ്ട് ഗ്രാഫീന്. വരുംകാലത്ത് ഒടിച്ചുമടക്കാവുന്ന സ്മാര്ട്ഫോണുകള് വരുമ്ബോള് അതിനുള്ളില് ഗ്രാഫീന് ബാറ്ററികളായിരിക്കും ഉണ്ടാവുക. ആറ്റങ്ങളുടെ ഒറ്റപ്പാളി മാത്രമുള്ളതിനാല് ഗ്രാഫീന് പ്രകാശത്തെ മുഴുവനായും കടത്തിവിടാം. മൊബൈല് ഫോണ്, കമ്പ്യൂട്ടര് തുടങ്ങിയ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിലെ ടച്ച് സ്ക്രീനുകള്, സോളാര് സെല്ലുകള് തുടങ്ങിയവയില് ഈ ഗുണങ്ങള് അത്യധികം പ്രയോജനപ്രദമാണ്. ഇപ്പോള് ഇന്ഡിയം ടിന് ഓക്സൈഡ് ഉപയോഗിക്കുന്ന സ്ഥാനത്താണ് ഗ്രാഫീന് ഉപയോഗിക്കുവാന് കഴിയുക.
ലോഹപ്രതലങ്ങളില് ഗ്രാഫീന് പാളികള് വച്ചുപിടിപ്പിച്ചാല് സമര്ത്ഥങ്ങളായ കോമ്പോസിറ്റുകള് ഉണ്ടാക്കുവാന് സാധിക്കും. ഇത് കൃത്രിമ അവയവ നിര്മ്മാണത്തില് ഏറെ മാറ്റങ്ങള് വരുത്തും. ഭാരം കുറഞ്ഞതും എന്നാല് ബലവത്തായതുമായ ശരീര ഭാഗങ്ങള് നിര്മ്മിക്കുവാന് ഇത് മൂലം കഴിയും. അയഡിനോ മാംഗനീസോ ചേര്ത്ത ഗ്രാഫീന് നാനോ പാര്ട്ടിക്കിളുകള് സിറ്റി സ്കാനില് കോണ്ട്രാസ്റ്റ് ഏജന്റായി ഉപയോഗിക്കുവാന് കഴിയും. ഇത് വിഷ രഹിതമായതിനാല് വൈദ്യശാസ്ത്ര രംഗത്ത് ഉത്തമമാണ്.ഗ്രാഫീനെ ഒരു അള്ട്രാ ഫില്ട്ടറേഷന് മീഡിയം ആയി വെളളം ശുദ്ധിയാക്കാന് ഉപയോഗിക്കുവാന് കഴിയും. ഹാലജന് ആറ്റങ്ങള് (ക്ലോറിന്, ബ്രോമിന്, അയഡിന് പോലുള്ള) ചേര്ത്ത ഗ്രാഫീന് നാനോ പ്ലേറ്റുകള് ഉപയോഗിച്ചാല് ഫ്യൂവല് സെല്ലുകളിലെ ചിലവേറിയ പ്ലാറ്റിനം കാറ്റലറ്റിക് സെല്ലുകള് മാറ്റുവാന് കഴിയും. ഇത് വഴി ഫ്യൂവല് സെല്ലുകള് കുറഞ്ഞ ചിലവില് ഉത്പാദിപ്പിക്കാന് സാധിക്കും. ഇത്തരത്തില് ഗ്രാഫീനിന്റെ വ്യവസായ സാദ്ധ്യതകളേറെയാണ്.
