उन्नत कार्बन उत्पाद और माप विज्ञान

उन्नत कार्बन उत्पाद और माप विज्ञान समूह भारत का अग्रणी केंद्र है जो औद्योगिक, स्वास्थ्य, ऊर्जा के साथ-साथ रक्षा, एयरोस्पेस और परमाणु ऊर्जा जैसे रणनीतिक क्षेत्रों में देश की जरूरतों को पूरा करने के लिए उन्नत कार्बन सामग्री, चुंबकीय सामग्री और थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री के क्षेत्र में अनुसंधान और विकास करने में लगा हुआ है।

• सरंध्र कार्बन पेपर
• ग्रेफाइट आधारित बाइपोलर प्लेट
• कार्बन आधारित थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री
• सुपरकैपेसिटर अनुप्रयोगों के लिए कार्बन सामग्री

• बहुलक नैनोसम्मिश्र के लिए कार्बन नैनोट्यूब , हल्के वजन की बैलिस्टिक सामग्री, सीएनटी आधारित लचीली इलेक्ट्रोड सामग्री, सीएनटी आधारित बकी (Bucky) पेपर, स्ट्रेन सेंसिंग, सीएनटी आधारित थर्मोइलेक्ट्रिक्स , सीवीडी द्वारा सीएनटी संश्लेषण, फॉरेस्ट स्पिनिंग और एयरजेल स्पिनिंग द्वारा सीएनटी फाइबर / यार्न ।
• ग्राफीन : सिंगल क्रिस्टल ग्राफीन ग्रोथ। AB स्टैक्ड और ट्विस्टेड द्विपरत ग्राफीन का संश्लेषण ।

• कोलतार पिच
• जैव संहति को जैव कोयला में परिवर्तन
• जैव संहति से सक्रिय कार्बन

4. खेल और अन्य संरचनात्मक अनुप्रयोगों के लिए कार्बन फाइबर कम्पोजिट

5. कोलतार पिच से कार्बन फाइबर

6. थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री का विकास

7. नैनोलिथोग्राफी और नैनोडिवाइस फैब्रिकेशन योजक विनिर्माण

1. कार्बन फाइबर का उत्पादन , 01-04-2020 से 31-03-2022, सीएसआईआर “बल्क केमिकल्स” की मिशन मोड परियोजना ।
2. रासायनिक वाष्प जमाव से कार्बन नैनोट्यूब यार्न का प्रत्यक्ष संश्लेषण , युवा वैज्ञानिक पुरस्कार परियोजना 2017-2022 ।
3. एनटीपीसी द्वारा वित्त पोषित थर्मल पावर प्लांट, में सह-फायरिंग के लिए उपयोगी कच्चे माल के रूप में टॉरफेक्शन द्वारा अपशिष्ट बायोमास (फसल के अवशेष) और नगरपालिका ठोस अपशिष्ट (एमएसडब्ल्यू) का जैव-चारकोल में रूपांतरण, 2018-2021 ।
4. फाइबर पॉलीमर कंपोजिट का उपयोग करके हल्के वजन वाले तीरंदाजी रिकर्व बो लिंब का विकास , 06-09-2018 से 04-12-2020 तक एमएसएमई द्वारा वित्त पोषित ।
5. कोलतार की विशेषता, पिच में उनका रूपांतरण और शून्य क्यूआई पिच और पिचों के गुणों के विभिन्न गुणों का लक्षण वर्णन, 14-06-2018 से 30-09-2019, टाटा स्टील प्राइवेट लिमिटेड, जमशेदपुर द्वारा वित्त पोषित ।
6. टाटा स्टील प्राइवेट लिमिटेड, जमशेदपुर द्वारा वित्त पोषित, 03-02-2017 से 02-02-2018 तक कोलतार से मूल्य वर्धित कार्बन उत्पादों पर व्यवहार्यता अध्ययन ।
7. उच्च घनत्व वाले आइसोट्रोपिक परमाणु ग्रेड ग्रेफाइट का विकास, 23-05-2017 से 22-05-2019 तक, BARC द्वारा वित्त पोषित ।
8. बैलिस्टिक सामग्री परीक्षण और एमडब्ल्यूसीएनटी आधारित कवच सामग्री (मिशन परियोजना) के लिए केंद्र की स्थापना ।
9. ऑप्टिकल डिटेक्शन के लिए क्वांटम डॉट एम्बेडेड सरंध्र सिलिकॉन टेम्प्लेट ।
10. पॉलिमर कार्बन मिश्रित सामग्री का योजक विनिर्माण ।
11. उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए उच्च निष्पादन डथर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री ।
12. मध्य-तापमान ऊर्जा उत्पादन अनुप्रयोगों के लिए पृथ्वी पर प्रचुर मात्रा में प्राप्य गैर-विषाक्त सिलसाइड -आधारित थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री ।
13. निम्न और मध्य तापमान ऊर्जा उत्पादन अनुप्रयोगों के लिए स्थिर थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री ।
14. CoSb3 आधारित थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री का विकास ।

1. कोलतार पिच आधारित कार्बन फाइबर कार्बन फाइबर स्टील और एल्युमीनियम की तुलना में बेहतर गुणों वाली सामग्री का महत्वपूर्ण वर्ग है और स्टील की तुलना में घनत्व का एक चौथाई है। यह अपने उत्कृष्ट गुणों जैसे उच्च शक्ति, उच्च कठोरता, उच्च तन्यता शक्ति , कम वजन, उच्च रासायनिक प्रतिरोध, उच्च तापमान सहनशीलता, कम तापीय विस्तार आदि के कारण बहुसंख्य मांग वाले अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। कार्बन फाइबर के दो प्रकार के प्रणेता हैं यानी पोयाक्रिलोनिट्राइल (पैन) और कोलतार पिच। पैन प्रणेता की लागत कार्बन फाइबर की लागत का 50% है। दूसरी ओर कोलतार पिच कम लागत वाला कार्बन प्रणेता है। कोलतार पिच फिनोल, पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन और हेटेरो साइक्लिक यौगिकों का एक जटिल मिश्रण है और इसमें 80% से अधिक कार्बन होता है (पैन में केवल 68% कार्बन होता है) और इसकी संरचना कोलतार के स्रोत और प्रसंस्करण स्थितियों के साथ भिन्न होती है। कार्बन फाइबर निर्माण के प्रणेता के रूप में कोलतार पिच में पैन की तुलना में कम सामग्री लागत, उच्च चारकोल लब्धि, उच्च डिग्री अभिविन्यास के फायदे हैं। कोलतार से प्राप्त कोलतार पिच आइसोट्रोपिक है और कोलतार पिच से कम आण्विक भार अंशों को वाष्पित करके, व्युत्पन्न आइसोट्रोपिक पिच को कम लागत वाले सामान्य उद्देश्य (कम ताकत और कम मापांक) कार्बन फाइबर में पिघलाया जा सकता है । उच्च निष्पादन फाइबर का उत्पादन करने के लिए , अनिसोट्रोपिक मेसोफ़ेज़ पिच की आवश्यकता होती है। मेसोफ़ेज़ पिच में अनिसोट्रोपिक चरण या तरल क्रिस्टलीय चरण और एक आइसोट्रोपिक चरण की एक उल्लेखनीय मात्रा होती है। समुचित उपयुक्त स्पिन करने योग्य मेसोफ़ेज़ पिच बनाने और वहां से कार्बन फाइबर के उत्पादन के लिए आगे की प्रक्रिया काफी जटिल है। इसलिए, देश में कार्बन फाइबर के उत्पादन के लिए स्वदेशी रूप से (कोयला-टार प्रणेताओं से) मेसोफ़ेज़ पिचों को विकसित करना आवश्यक है। इस दिशा में एनपीएल देश की जरूरतों को पूरा करने के लिए बैच स्केल में कार्बन फाइबर उत्पादन के लिए आइसोट्रोपिक और मेसोफ़ेज़ पिच अग्रदूत के विकासपर काम कर रहा है।
2. ताप विद्युत संयंत्र में सह-फायरिंग के लिए जैव संहति अपशिष्ट से जैव-कोयला भारत कृषि आधारित देश है और यह विभिन्न स्रोतों से बहुत सारे अपशिष्ट जैव संहति उत्पन्न करता है। इसे निपटाने के लिए आम तौर पर इसे खेत के साथ-साथ वन भूमि में जला दिया जाता है, जो मानवता के लिए बहुत सारी पर्यावरणीय और सामाजिक-आर्थिक समस्याएं पैदा करता है। जैव संहति पर्यावरण के अनुकूल एक ऊर्जा स्रोत है, जिसके विभिन्न फायदे हैं जैसे :कार्बन तटस्थता, नवीकरणीयता, कम सल्फर और छोटी अवधि के भीतर उच्च उपलब्धता (कृषि अपशिष्ट, नगरपालिका ठोस अपशिष्ट और वानिकी अपशिष्ट)। कृषि जैव संहति का उपयोग करके मौजूदा ताप विद्युत संयंत्र के समग्र ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करना संभव है।हालांकि, निम्न-बिटुमिनस कोयला जीवाश्म ईंधन संसाधनों की तुलना में कृषि अपशिष्ट बायोमास की अपनी अंतर्निहित समस्याएं हैं, यानी, कम थोक घनत्व, उच्च नमी सामग्री, हाइड्रोफिलिक प्रकृति और कम कैलोरी मान आदि जो इसके बड़े पैमाने पर उपयोग को मुश्किल बना देता है। ये विशेषताएँ प्रचालन तंत्र और अंतिम ऊर्जा दक्षता को बहुत प्रभावित करती हैं। बायोमास की इन अंतर्निहित समस्याओं को कम करने के लिए, इसे पूर्व-उपचार के कुछ रूपों की आवश्यकता होती है, पूर्व-उपचार क्रिया बायोमास के भौतिक और रासायनिक गुणों को बदलने में मदद करता है। विभिन्न तकनीकों में, टॉरफेक्शन सरल प्रक्रिया है। टॉरफेक्शन एक धीमी पायरोलिसिस प्रक्रिया है, जो कम तापमान पर, सुरक्षात्मक वातावरण में 200-300 डिग्री सेल्सियस की तापमान सीमा के भीतर की जाती है। बायोमास के टॉरफेक्शन से न केवल खुले मैदान में जलने की समस्या का समाधान हो सकता है, बल्कि टॉरफाइड बायोमास का उपयोग ताप विद्युत संयंत्रों में कोयले के साथ सह-फायरिंग में भी किया जा सकता है। एनपीएल इस पहलू पर काम कर रहा है और ताप विद्युत संयंत्रों में उपयोग किए जाने वाले निम्न बिटुमिनस कोयले के बराबर गुण वाले विभिन्न प्रकार के बायोमास और टॉरफाइड बायोमास के टॉरफेक्शन को अंजाम देने के लिए टॉरफेक्शन प्रोसेस पायलट संयंत्र की स्थापना की है।
3. सुपर कैपेसिटर अनुप्रयोगों के लिए इलेक्ट्रोसपुन कार्बन नैनोफाइबर लचीली चटाई पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों (जीवाश्म ईंधन) के निरंतर उपयोग में ह्रास के साथ, ग्लोबल वार्मिंग से जुड़ी समस्या को कम करने के लिए पृथ्वी के वातावरण से कार्बन उत्सर्जन को कम करने की आवश्यकता है। इसलिए उत्पादन और कुशल भंडारण उपकरणों के लिए अक्षय ऊर्जा स्रोतों की अकस्मात आवश्यकता है। विभिन्न ऊर्जा भंडारण उपकरणों में सुपर कैपेसिटर ने अपने उच्च-शक्ति घनत्व, तेजी से चार्ज-डिस्चार्ज दर के साथ बेहतर चक्रीय चालन स्थिरता के कारण एक मजबूत क्षमता दिखाई है। हालांकि, इस तकनीक को कम ऊर्जा घनत्व और महंगी निर्माण प्रक्रिया जैसे कुछ चुनौतीपूर्ण मुद्दों का सामना करना पड़ता है, जिसके कारण कार्य-क्षेत्र में इसके सीमित वास्तविक समय के अनुप्रयोग हैं। इसलिए, उच्च-प्रदर्शन इलेक्ट्रोड सामग्री को नियोजित करके और/या एक व्यापक ऑपरेटिंग संभावित विंडो इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करके सुपर कैपेसिटर के ऊर्जा घनत्व में वृद्धि हमेशा वांछनीय है। एनपीएल फ्री स्टैंडिंग फ्लेक्सिबल इलेक्ट्रोस्पन बायोपॉलिमर आधारित नैनोफाइबर इलेक्ट्रोड के विकास पर काम कर रहा है । सुपर कैपेसिटर अनुप्रयोगों के लिए इलेक्ट्रोड के रूप में इलेक्ट्रोस्पन व्युत्पन्न कार्बन नैनोफाइबर (सीएनएफ) आधारित फ्री-स्टैंडिंग मैट, इसकी अनूठी त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना, अच्छी विद्युत चालकता, प्रचुर मात्रा में सरंध्र संरचना, लागत प्रभावी और आसान निर्माण प्रक्रिया के कारण ध्यान आकर्षित करता है।
4. कार्बन फाइबर पॉलिमर समग्र तीरंदाजी धनुष का विकास एमएसएमई-प्रौद्योगिकी विकास केंद्र (पीपीडीसी) खेल परिसर, मेरठ, यूपी, एमएसएमई के साथ सीएसआईआर-एनपीएल का सहयोग करने के लिए, पीपीडीसी लागत प्रभावी तीरंदाजी रिकर्व धनुष विकसित कर रहा है। प्रागैतिहासिक काल से तीरंदाजी धनुष का उपयोग शिकार और युद्ध में बहुत पहले किया जाता रहा है। नई पीढ़ी के लिम्ब बहुपरत मिश्रित सामग्री से बने होते हैं, जिसमें विभिन्न परतें शामिल होती हैं, जैसे संपीड़न परत, तनाव परत और उच्च मापांक सामग्री की मध्यवर्ती परत। उच्च मापांक प्रदान करने के लिए मध्यवर्ती परत बहुलक फोम से बनी होती है। इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि रिकर्व धनुष पर काम करने में लिम्ब मुख्य भाग होते हैं ।
   

   कार्बन फाइबर मिश्रित तीरंदाजी धनुष अवयव

5. कार्बन नैनोट्यूब पेपर फ्री-स्टैंडिंग कार्बन नैनोट्यूब पेपर ( बकी पेपर) कई अनुप्रयोगों के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण सामग्री है, लेकिन आकार, लागत और गुणों के कारण इसका व्यावसायिक उत्पादन अभी भी सीमित है। इसके साथ, इन-हाउस संश्लेषित अधिक लंबाई के सीएनटी आधारित कागज के लिए एक प्रक्रिया विकसित की गई है।
   

   (ए) 35 सेमी x35 सेमी आकार के सीएनटी पेपर तैयार करने के लिए फैब्रिकेशन सिस्टम (बी) सीएनटी पेपर की डिजिटल इमेज

   इन सीएनटी पेपरों को विभिन्न अनुप्रयोगों में प्रदर्शित किया गया है।
6. सीएनटी आधारित व्यक्तिगत कवच सामग्री का विकास केवलर गुणों में सुधार के लिए, केवलर-सीएनटी पेपर इंटरलीव्ड एपॉक्सी हाइब्रिड कंपोजिट को केवलर और सीएनटी पेपर के साथ वैकल्पिक रूप से विकसित किया गया है। 15 सेमी x15 सेमी आकार का एक 3-डी इंटरलॉक्ड केवलर और केवलर-सीएनटी मल्टीस्केल कम्पोजिट तैयार किया गया था और उच्च वेग प्रक्षेप्य परीक्षण (टाइप III-ए) किया गया था। यह पाया गया कि दोनों मिश्रित ब्लॉक, सीएनटी बकी पेपर आधारित केवलर कंपोजिट (केईबीसी) और बिना सीएनटी बकी पेपर आधारित केवलर कंपोजिट केई ने 9 मिमी एफएमजे बुलेट को पूरी तरह से रोक दिया। लेकिन, केईबीसीब्लॉक के मामले में, बैक फेस सिग्नेचर (बीएफएस) 19.90 मिमी के औसत मूल्य तक कम हो गया, जो बेस लाइन कम्पोजिट केईब्लॉक पर 23.63% की समग्र कमी दर्शाता है। यह अध्ययन सुरक्षा कर्मियों के लिए हल्के वजन के बैलिस्टिक प्रतिरोधी हेलमेट के विकास के लिए उपयोगी होगा।
   

   विफलता के बाद डिजिटल माइक्रोग्राफ केवलर एपॉक्सी ब्लॉक के (ए) फ्रंट, (बी) रियर और (सी) पार्श्व सतह और केवलर एपॉक्सी-सीएनटी पेपर ब्लॉक के (डी) फ्रंट, (ई) रियर और (एफ) पार्श्व सतह एनआईजे 0108.01 स्तर III-ए के अनुसरण में

7. अपशिष्ट जूट स्टिक बायोमास से सक्रिय कार्बन का विकास 90 लीटर वॉल्यूम वाले इनकॉनल रिएक्टर से युक्त रोटरी फर्नेस के साथ एक स्केल अप प्रक्रिया स्थापित की गई है जो मजबूत अम्लीय माध्यम में 900 डिग्री सेल्सियस तक तापमान बनाए रख सकती है। भौतिक और रासायनिक सक्रियण विधि द्वारा अपशिष्ट जूट स्टिक बायोमास से सक्रिय कार्बन विकसित किया गया है। अपशिष्ट जूट स्टिक बायोमास से सक्रिय कार्बन के विकास के लिए एक तकनीकी समाधान, जो उत्तर पूर्वी राज्य में जूट उगाने वाले किसानों की सामाजिक आर्थिक स्थिति में सुधार करने में मदद कर सकता है।
   

   (ए) सक्रिय कार्बन के उत्पादन के लिए रोटरी फर्नेस (बी) एसिड आधारित सक्रिय कार्बन

8. कार्बन नैनोट्यूब का संश्लेषण फाइबर /यार्न/चादरें मैक्रोस्कोपिक स्तर पर अलग-अलग सीएनटी के उत्कृष्ट गुणों का पूरी तरह से उपयोग करने के लिए, अब तक, एकमात्र तरीका, उन्हें संरेखित करना प्रतीत होता है। प्रयोगशाला में स्थापित रासायनिक वाष्प जमाव द्वारा सीएनटी यार्न के संश्लेषण के लिए एक प्रक्रिया विकसित की गई है। एक ~3 मीटर लंबाई के धागे को काता गया है और 5W एलईडी को जलाने के लिए एक संवाहक तार के रूप में प्रदर्शित किया गया है। ये सामग्रियां सामरिक क्षेत्र के लिए बहुत महत्वपूर्ण होंगी, जहां कम घनत्व के साथ उच्च तन्यता और प्रभाव शक्ति प्रमुख आवश्यक होती है। इस विकास से विशेष रूप से रक्षा अनुप्रयोगों के लिए बड़े सीएनटी आधारित कंपोजिट विकसित करने का मार्ग प्रशस्त होना चाहिए।
   

   (ए) सीएसआईआर-एनपीएल में उन्मुख सीएनटी शीट उत्पादन सेट-अप, (बी) 3 मीटर लंबा कार्बन नैनोट्यूब प्रकाश के लिए फाइबर 5 डब्ल्यू एलईडी, © ~ 500 मिमी लंबी सीएनटी पट्टी, रोलर पर जमा सीएनटी फाइबर

9. कार्बन फाइबर का उत्पादन , 01-04-2020 से 31-03-2022, सीएसआईआर “बल्क केमिकल्स” की मिशन मोड परियोजना कार्बन फाइबर एक बहुमुखी सामग्री है और उच्च कठोरता, उच्च तन्यताशक्ति , उच्च मापांक, कम वजन, उच्च रासायनिक प्रतिरोध, उच्च तापमान सहिष्णुता और कम तापीय विस्तार सहित इसके कई फायदे हैं। असाधारण गुणों के कारण, फाइबर में लगभग हर क्षेत्र जैसे ऑटोमोबाइल, एयरोस्पेस, सिविल इंजीनियरिंग, सैन्य, मोटरस्पोर्ट्स, खेल, चिकित्सा, आदि में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोग होते हैं। इसलिए, इस परियोजना में, हमारा उद्देश्य सामान्य प्रयोजन कार्बन फाइबर और उच्च प्रदर्शन कार्बन फाइबर बनाने के लिए स्पिन करने योग्य प्रणेता सामग्री, यानी आइसोट्रोपिक पिच (प्रति बैच 2 किग्रा तक) और मेसोफ़ेज़ पिच (प्रति बैच 500 ग्राम तक) के लिए क्रमशः एक प्रयोगशाला पैमाने की प्रक्रिया प्रौद्योगिकी विकसित करना है।। सामान्य प्रयोजन कार्बन फाइबर और उच्च प्रदर्शन कार्बन फाइबर की तन्य शक्ति क्रमशः 1 GPa और 1-3 GPa तक होगी । सामान्य प्रयोजन कार्बन फाइबर और उच्च प्रदर्शन कार्बन फाइबर के लिए तन्यता मापांक क्रमशः 50-100GPa और 200-400GPa होगा । तापमान और भिगोने के समय को अनुकूलित करके कोल टार (टाटा स्टील प्राइवेट लिमिटेड, जमशेदपुर द्वारा प्रदत्त) के आसवन से विभिन्न गुणों की कोल टार पिच तैयार की गई है। अच्छी गुणवत्ता मेसोकार्बन उपयुक्त परिस्थितियों में कोलतार से माइक्रोबीड्स (एमसीएमबी) तैयार किए गए हैं। कोल टार पिच के हीट ट्रीटमेंट से प्राप्त हाई सॉफ्टनिंग प्वाइंट मॉडिफाइड पिच और सेमी-कोक पाउडर का उपयोग करके टेम्प्लेट विधि द्वारा हल्के वजन और सरंध्र कार्बन फोम भी तैयार किए गए हैं।
10. टाटा स्टील प्राइवेट लिमिटेड, जमशेदपुर द्वारा वित्त पोषित कोल टार, 03-02-2017 से 02-02-2018 तक मूल्य वर्धित कार्बन उत्पादों पर व्यवहार्यता अध्ययन तापमान और भिगोने के समय को अनुकूलित करके कोल टार (टाटा स्टील प्राइवेट लिमिटेड, जमशेदपुर द्वारा प्रदत्त) के आसवन से विभिन्न गुणों की कोल टार पिच तैयार की गई है। अच्छी गुणवत्ता मेसोकार्बन उपयुक्त परिस्थितियों में कोलतार से माइक्रोबीड्स (एमसीएमबी) तैयार किए गए हैं। कोल टार पिच के हीट ट्रीटमेंट से प्राप्त हाई सॉफ्टनिंग प्वाइंट मॉडिफाइड पिच और सेमी-कोक पाउडर का उपयोग करके टेम्प्लेट विधि द्वारा हल्के वजन और सरंध्र कार्बन फोम भी तैयार किए गए हैं।
    

    MCMB की SEM छवि

    

    कार्बोनेटेड कार्बन फोम

11. टाटा स्टील प्राइवेट लिमिटेड, जमशेदपुर द्वारा वित्त पोषित कोल टार, 03-02-2017 से 02-02-2018 तक मूल्य वर्धित कार्बन उत्पादों पर व्यवहार्यता अध्ययन इस परियोजना में टाटा स्टील प्राइवेट लिमिटेड, जमशेदपुर से अलग-अलग गुणों वाले चार अलग-अलग कोयला टार के नमूने प्राप्त हुए। इन कोल टार नमूनों को पहले सॉल्वैंट्स, कार्बन सामग्री, चिपचिपाहट, आदि में घुलनशीलता के लिए अभिलक्षणित किया गया था और फिर उपयुक्त प्रसंस्करण स्थितियों के तहत आसवन प्रक्रिया द्वारा आवश्यक गुणों के विभिन्न बाइंडर ग्रेड और इंप्रेग्नेटिंग ग्रेड कोल टार पिच में परिवर्तित किया गया था और विभिन्न गुणों के लिए अभिलक्षणित थी।
12. उच्च घनत्व वाले आइसोट्रोपिक परमाणु ग्रेड ग्रेफाइट का विकास, 23-05-2017 से 22-05-2019, BARC द्वारा वित्त पोषित सेल्फ-सिन्टरिंग कार्बोनेसियस सेमी-कोक कोल टार पिच के हीट ट्रीटमेंट से तैयार किया गया था और कोल्ड आइसोस्टैटिक प्रेस का उपयोग करके आइसोमोल्ड्स में जमा किया गया था और फिर उच्च घनत्व ग्रेफाइट प्राप्त करने के लिए नाइट्रोजन के निष्क्रिय वातावरण में 2350^oC पर ग्रेफाइटाइजेशन के बाद 1000^oC पर कार्बोनेटेड किया गया था। इन ग्रेफाइट के नमूनों को ASTM के अनुसार परीक्षण टुकड़ों में बनाया गया था। 1.85 ± 0.01 ग्राम/सेमी 3 घनत्व, 0.016% की राख सामग्री, 5.58 ± 0.12 × 10^-6 / ओसी के थर्मल विस्तार के गुणांक, 65 ± 4.7 एमपीए की फ्लेक्सुरल ताकत, 117 ± 8 एमपीए की संपीड़न शक्ति और 10 ± 0.42 GPa के flexural लोचदार मापांक वाले आइसोट्रोपिक ग्रेफाइट नमूने।
    

    ग्रेफाइट से बने ग्रेफाइट के नमूने और परीक्षण के टुकड़े, (ए) आनमनी क्षमता के लिए आयताकार नमूने, (बी) तापीय चालकता के लिए डिस्क, (सी) संपीड़ित क्षमता के लिए बेलनाकार नमूने

13. रासायनिक वाष्प जमाव तकनीक द्वारा उच्च गुणवत्ता वाले ग्राफ़ीन संश्लेषण एक कस्टम-निर्मित सीवीडी सेट अप जिसे उच्च गुणवत्ता वाले सिंगल लेयर ग्राफीन के विकास के लिए विकसित किया गया है। कॉपर सब्सट्रेट के अनुक्रमिक पिघलने-पुनर्वसन-पुनर्क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया द्वारा निरंतर और स्थानिक रूप से समान एकल परत ग्राफीन की सीवीडी वृद्धि स्थापित की गई है। ट्विस्टेड और एबी स्टैक्ड बाइलेयर ग्राफीन के लिए नियंत्रित सीवीडी विकास प्रक्रिया विकसित की गई है।
14. लंबवत संरेखित कार्बन नैनोट्यूब (वीएसीएनटी) की सीवीडी वृद्धि और इसके यार्न बनने की प्रक्रिया
15. ऑप्टिकल डिटेक्शन के लिए क्वांटम डॉट एम्बेडेड पोरस सिलिकॉन टेम्पलेट्स पारंपरिक सिलिकॉन आधारित फोटो डिटेक्टर विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के 400 – 1100 nm तरंग दैर्ध्य की सीमा में संवेदन के लिए एक अच्छा विकल्प (कैंडिडैट) है। उपग्रह संचार, इलेक्ट्रॉनिक युद्ध, खाद्य और औषधि उद्योग में लगभग डीप यूवी डिटेक्टरों की मांग लगातार बढ़ रही है। एनोडाइजेशन द्वारा निर्मित सरंध्र सिलिकॉन (पी-सी) में अंतर्निहित फोटोल्यूमिनेशन होता है और यह कई क्वांटम डॉट्स के लिए एक अच्छा आतिथेय है। यह डीप यूवी से आईआर तक बड़े स्पेक्ट्रम पर ऑप्टिकल सेंसिंग के लिए एक संभावित प्रणाली हो सकती है। विनिर्माण की स्थापित प्रक्रिया के कारण सिलिकॉन आधारित इलेक्ट्रॉनिक चिप में सेंसर का एकीकरण आसान हो जाता है। विभिन्न तरंगदैर्ध्य के प्रकाश की घटना के लिए QDs की संवेदनशीलता ऑप्टिकल संसूचन के लिए आवश्यक आवेशवाहक उत्पन्न कर सकती है। QD एम्बेडेड p-Si भी प्रतिदीप्ति परावर्तन मानकों के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है। ऑप्टिकल डिटेक्शन के लिए क्वांटम डॉट एम्बेडेड पोरस सिलिकॉन टेम्प्लेट।
16. पॉलिमर कार्बन मिश्रित सामग्री का योगात्मक निर्माण चूंकि 3डी प्रिंटिंग एक बहुत ही विशिष्ट क्षेत्र और नया डोमेन है, मौजूदा सामग्रियों और प्रक्रियाओं के लिए उपलब्ध मानक पर्याप्त नहीं हैं और नई वैश्विक योग्यता और प्रमाणन मानदंडों को अनुकूलित करना होगा। इसलिए औद्योगिक उत्पादन, बाजार स्वीकृति और अंतरराष्ट्रीय व्यापार के लिए मानदंड स्थापित करना एक चुनौती है। भले ही ASTM ने AM के लिए दिशा-निर्देशों पर विचार-विमर्श करने और स्थापित करने के लिए तकनीकी समितियों की शुरुआत की है, फिर भी यह अपनी प्रारंभिक अवस्था में है और नई विधियों और प्रक्रियाओं के लिए अनुसंधान और विकास की बहुत गुंजाइश है। सीएसआईआर-एनपीएल भारत का एनएमआई होने के नाते एमईआईटीवाई के सहयोग से एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग और इसके लिए सामग्री से संबंधित सभी मानकों को स्थापित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है। यह भौतिक-यांत्रिक गुणों के लिए प्राथमिक मानकों के साथ सीधे माप की अटूट श्रृंखला प्रदान कर सकता है। एनपीएल राष्ट्रीय और अंतरराष्ट्रीय स्तर पर औद्योगिक स्वीकृति के लिए एएम फीडस्टॉक की भारतीय निर्देशक द्रव्य (भारतीय प्रमाणित संदर्भ सामग्री) का उत्पादन भी कर सकता है।
17. थर्मोइलेक्ट्रिक्स सीएसआईआर-एनपीएल के पास एक अत्याधुनिक थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री प्रयोगशाला है और इसने कई थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्रियों को संश्लेषित करने के लिए प्रक्रिया प्रौद्योगिकी विकसित की है, जिसमें Si-Ge मिश्र धातु, चाल्कोजेनाइड्स, सेलेनाइड्स, सिलसाइड्स आदि शामिल हैं। सीएसआईआर-एनपीएल में थर्मोइलेक्ट्रिक समूह सक्रिय रूप से स्वच्छ ऊर्जा उत्पादन और अपशिष्ट ऊष्मा पुनः प्राप्ति अनुप्रयोगों के लिए थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री पर बुनियादी और अनुप्रयुक्त अनुसंधान दोनों में सक्रिय रूप से लगा हुआ है। हमारे थर्मोइलेक्ट्रिक समूह ने रिकॉर्ड फिगर-ऑफ-मेरिट के साथ एन- और पी-टाइप थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री को संश्लेषित करने के लिए विभिन्न प्रक्रिया प्रौद्योगिकियों का विकास किया। हमने कई नई सामग्री प्रसंस्करण तकनीकों का प्रदर्शन किया है, जैसे कि मेल्ट-स्पिनिंग, स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग को नियोजित करने वाले ठोसावस्था संश्लेषण, आर्क मेल्टिंग का उपयोग करके तरल धातु विज्ञान और उच्च ऊर्जा बॉल मिलिंग को नियोजित करने वाले यांत्रिक मिश्र धातु। हमने इस रणनीति का उपयोग करते हुए कई सामग्रियों में थर्मोइलेक्ट्रिक निष्पादन के रिकॉर्ड मूल्य का प्रदर्शन किया है।

1. उच्च शक्ति संरचनात्मक अनुप्रयोगों के लिए कार्बन फाइबर -कार्बन नैनोट्यूब प्रबलित हाइब्रिड पॉलिमर कंपोजिट की तैयारी के लिए प्रक्रिया , बीपी सिंह, एस तेवतिया , एसआर धाकाटे , यूएस पेटेंट 10,400,074 , 2019
2. कार्बन नैनोट्यूब – धातु नैनोकंपोजिट्स फ्लेक्सिबल , फ्री स्टैंडिंग, ली-आयन बैटरी के लिए बाइंडर फ्री हाई परफॉर्मेंस एनोड, पीएच माहेश्वरी , इंदु एलिजाबेथ, बीपी सिंह, चंचल गुप्ता, आरबी माथुर , एस गोपुकुमार , यूएस पेटेंट 10,003,075, 2018

पिछले पीएच.डी. छात्र: जीवन ज्योति , इंदु एलिजाबेथ , सुशांत शर्मा,. इंदु शर्मा, मुनु बोरा, आशीष गुप्ता, पिंकी अग्रवाल , अभिषेक पाठक , डॉ. अनीशा चौधरी और रिधम धवन , मुनिराजी मौर्य , रुचि भारद्वाज , सोनम परवीन , अविनाशी विश्वकर्मा , नागेंद्र एस चौहान

• सुश्री ममता रानी
• सुश्री मंजू यादव
• श्री मनोज
• सुश्री रेखा
• श्री मनदीप सिंह
• श्री मय पाल
• श्री ओंकारी
• सुश्री पल्लवीक दरियाली
• श्री पंकजी कुमार
• सुश्री पिंकी सहारा
• श्री प्रशांतो दुबे
• सुश्री रश्मी रानी
• सुश्री सादिया वसीम
• सुश्री संगीता त्रिपाठी
• डॉ सुशांत शर्मा
• श्री शैलेश कुमार यादव
• श्री शशि कांटो
• श्री शिव प्रकाश
• सुश्री सोनू रानी
• सुश्री सोनी भारद्वाज
• डॉ वर्तिका सुकरमपाल सिंह
• सुश्री हिमानी
• श्री अजय कुमार वर्मा
• श्री भानु प्रकाश भिस्टो
• श्री गौरव सिंह चौहान
• श्री किशोर कुमार जौहरी
• सुश्री खुशबू कुमारी
• सुश्री सुशांतिका चौधरी
• श्री कुशाग्र यादव
• श्री चंद्रकांति
• सुश्री करिश्मा जैन
• सुश्री प्रियंका

डॉ. एस.आर. धकाते
प्रमुख एवं मुख्य वैज्ञानिक
ईमेल: dhakate@nplindia.org
फ़ोन: +91-11-4560 9388, 8257

Scientists:

• डॉ भानु प्रताप सिंह
  वरिष्ठ प्रधान वैज्ञानिक
  ईमेल: bps@nplindia.org
  फ़ोन: +91-11-4560 8426
• डॉ प्रियंका एच माहेश्वरी
  प्रधान वैज्ञानिक
  ईमेल: hedap@nplindia.org
  फ़ोन: +91-11-4560 8508
• डॉ विजय टौटम
  प्रधान वैज्ञानिक
  ईमेल: toutamvk@nplindia.org
  फ़ोन: +91-11-4560 8460
• डॉ. एम. सरवनन
  प्रधान वैज्ञानिक
  ईमेल: saranm@nplindia.org
  फ़ोन: +91-11-4560 9472
• डॉ. भास्कर गहतोरी
  प्रधान वैज्ञानिक
  ईमेल: bhasker@nplindia.org
  फ़ोन: +91-11-4560 8556
• डॉ सरोज कुमारी
  प्रधान वैज्ञानिक
  ईमेल: kumaris@nplindia.org
  फ़ोन: +91-11-4560 8285
• डॉ किरण सुभेदारी
  प्रधान वैज्ञानिक
  ईमेल: kms@nplindia.org
  फ़ोन: +91-11-4560 1090
• डॉ. कृतिक त्यागी
  वरिष्ठ वैज्ञानिक
  ईमेल: kriti.tyagi@nplindia.org
  फ़ोन: +91-11-4560 8443

• श्री आर के सेठ
  प्रधान तकनीकी अधिकारी
• सुश्री श्वेता शर्मा
  वरिष्ठ तकनीकी अधिकारी
• श्री राधे श्याम
  वरिष्ठ तकनीकी अधिकारी
• डॉ. नवल किशोर उपाध्याय
  वरिष्ठ तकनीकी अधिकारी
• सुश्री प्रीति श्रीवास्तव
  तकनीकी अधिकारी