மைக்ரோசிப் சென்சார்களுக்கான புதிய அதி வலுவான பொருளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டுபிடித்துள்ளனர்

உருவமற்ற சிலிக்கான் கார்பைடு நானோஸ்டிரிங்ஸ் சோதனையின் கலைஞரின் தோற்றத்துடன் மேம்பட்ட பொருட்களின் அட்டை அதன் இழுவிசை வலிமையைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.

உதவி பேராசிரியர் ரிச்சர்ட் நோர்டே தலைமையிலான டெல்ஃப்ட் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள், பொருள் அறிவியல் உலகில் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும் திறன் கொண்ட ஒரு குறிப்பிடத்தக்க புதிய பொருளை வெளியிட்டுள்ளனர்: உருவமற்ற சிலிக்கான் கார்பைடு (a-SiC). அதன் விதிவிலக்கான வலிமைக்கு அப்பால், இந்த பொருள் மைக்ரோசிப்பில் அதிர்வு தனிமைப்படுத்தலுக்கு முக்கியமான இயந்திர பண்புகளை நிரூபிக்கிறது. எனவே உருவமற்ற சிலிக்கான் கார்பைடு அதி-உணர்திறன் மைக்ரோசிப் சென்சார்களை உருவாக்குவதற்கு மிகவும் பொருத்தமானது.

அட்வான்ஸ்டு மெட்டீரியல்ஸ் இதழில் இந்த ஆய்வு வெளியிடப்பட்டுள்ளது.

சாத்தியமான பயன்பாடுகளின் வரம்பு மிகப்பெரியது. தீவிர உணர்திறன் மைக்ரோசிப் சென்சார்கள் மற்றும் மேம்பட்ட சூரிய மின்கலங்கள் முதல், முன்னோடி விண்வெளி ஆய்வு மற்றும் டிஎன்ஏ வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்கள் வரை. இந்த பொருளின் வலிமையின் நன்மைகள் அதன் அளவிடக்கூடிய தன்மையுடன் இணைந்து அதை விதிவிலக்காக உறுதியளிக்கின்றன.

பத்து நடுத்தர கார்கள்

“உருவமற்ற’ முக்கியப் பண்பை நன்றாகப் புரிந்து கொள்ள, நுணுக்கமாக கட்டப்பட்ட லெகோ கோபுரம் போன்ற வழக்கமான முறையில் அமைக்கப்பட்ட அணுக்களால் ஆன பெரும்பாலான பொருட்களைப் பற்றி சிந்தியுங்கள்” என்று நோர்டே விளக்குகிறார். “இவை ‘படிக’ பொருட்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு வைரம். இது கார்பன் அணுக்களை சரியாக சீரமைத்து, அதன் புகழ்பெற்ற கடினத்தன்மைக்கு பங்களிக்கிறது.”

இருப்பினும், உருவமற்ற பொருட்கள் தோராயமாக குவிக்கப்பட்ட லெகோஸின் தொகுப்பிற்கு ஒத்தவை, அங்கு அணுக்கள் சீரான அமைப்பைக் கொண்டிருக்கவில்லை. ஆனால் எதிர்பார்ப்புகளுக்கு மாறாக, இந்த சீரற்றமயமாக்கல் உடையக்கூடிய தன்மையை ஏற்படுத்தாது. உண்மையில், உருவமற்ற சிலிக்கான் கார்பைடு அத்தகைய சீரற்ற தன்மையிலிருந்து வெளிப்படும் வலிமைக்கு ஒரு சான்றாகும்.

இந்த புதிய பொருளின் இழுவிசை வலிமை 10 ஜிகாபாஸ்கல் (ஜிபிஏ) ஆகும். “இதன் அர்த்தம் என்ன என்பதைப் புரிந்து கொள்ள, டக்ட் டேப்பின் ஒரு பகுதியை உடைக்கும் வரை நீட்ட முயற்சிப்பதை கற்பனை செய்து பாருங்கள். இப்போது 10 GPa க்கு சமமான இழுவிசை அழுத்தத்தை நீங்கள் உருவகப்படுத்த விரும்பினால், நீங்கள் பத்து நடுத்தர அளவிலான கார்களை இறுதியில் தொங்கவிட வேண்டும்- அந்த துண்டு உடைவதற்கு முன்பு அதை நிறுத்த வேண்டும்” என்கிறார் நோர்டே.

நானோஸ்டிரிங்ஸ்

இந்த பொருளின் இழுவிசை வலிமையை சோதிக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு புதுமையான முறையை பின்பற்றினர். பொருள் நங்கூரமிடப்பட்ட விதத்தில் இருந்து தவறுகளை அறிமுகப்படுத்தும் பாரம்பரிய முறைகளுக்கு பதிலாக, அவை மைக்ரோசிப் தொழில்நுட்பத்திற்கு திரும்பியது. சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறில் உருவமற்ற சிலிக்கான் கார்பைடின் படலங்களை வளர்த்து, அவற்றை இடைநிறுத்துவதன் மூலம், அவை உயர் இழுவிசை சக்திகளைத் தூண்டுவதற்கு நானோஸ்டிரிங்ஸின் வடிவவியலைப் பயன்படுத்தின.

அதிகரிக்கும் இழுவிசை விசைகளுடன் இதுபோன்ற பல கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவதன் மூலம், அவர்கள் உடைக்கும் புள்ளியை உன்னிப்பாகக் கவனித்தனர். இந்த மைக்ரோசிப்-அடிப்படையிலான அணுகுமுறை முன்னோடியில்லாத துல்லியத்தை உறுதி செய்வதோடு மட்டுமல்லாமல் எதிர்கால பொருள் சோதனைக்கும் வழி வகுக்கிறது.

நானோஸ்டிரிங்க்களில் கவனம் ஏன்? “நானோஸ்ட்ரிங்ஸ் என்பது அடிப்படை கட்டுமானத் தொகுதிகள் ஆகும், இது மிகவும் சிக்கலான இடைநிறுத்தப்பட்ட கட்டமைப்புகளை உருவாக்க பயன்படும் அடித்தளமாகும். ஒரு நானோஸ்டிரிங்கில் அதிக மகசூல் வலிமையை வெளிப்படுத்துவது அதன் மிக அடிப்படையான வடிவத்தில் வலிமையை வெளிப்படுத்துகிறது.”

மைக்ரோ முதல் மேக்ரோ வரை

இறுதியாக இந்த பொருளை வேறுபடுத்துவது அதன் அளவிடுதல் ஆகும். கார்பன் அணுக்களின் ஒற்றை அடுக்கான கிராபீன், அதன் ஈர்க்கக்கூடிய வலிமைக்காக அறியப்படுகிறது, ஆனால் பெரிய அளவில் உற்பத்தி செய்வது சவாலானது. வைரங்கள், மிகவும் வலிமையானவை என்றாலும், இயற்கையில் அரிதானவை அல்லது ஒருங்கிணைக்க விலை அதிகம். மறுபுறம், உருவமற்ற சிலிக்கான் கார்பைடு, இந்த நம்பமுடியாத வலுவான பொருளின் பெரிய தாள்களை வழங்கும், செதில் செதில்களில் தயாரிக்கப்படலாம்.

“உருவமற்ற சிலிக்கான் கார்பைடின் தோற்றத்துடன், தொழில்நுட்ப சாத்தியக்கூறுகள் நிறைந்த மைக்ரோசிப் ஆராய்ச்சியின் நுழைவாயிலில் நாங்கள் தயாராகிவிட்டோம்” என்று நோர்டே முடிக்கிறார்.

Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *