धातु-सिलिकॉन सूक्ष्म संरचनाएं नए लचीली ऑप्टिकल और विद्युत उपकरणों को सक्षम कर सकती हैं

Thorium: An energy solution - THORIUM REMIX 2011 (जुलाई 2019).

Anonim

पहली बार, शोधकर्ताओं ने चांदी और लचीली सिलिकॉन के छोटे, सटीक संकर माइक्रोस्ट्रक्चर बनाने के लिए एक एकल चरण, लेजर-आधारित विधि का उपयोग किया है। यह अभिनव लेजर प्रसंस्करण तकनीक एक दिन स्मार्ट कारखानों को सक्षम कर सकती है जो एक उत्पादन लाइन का उपयोग बड़े पैमाने पर अनुकूलित उपकरणों के लिए किया जाता है जो नरम सामग्रियों जैसे कि मिश्रित ऊतक जैसे ग्लूकोज सेंसिंग जैसे कार्यों को जोड़ते हैं।

सूक्ष्म संरचनाओं का धातु घटक उन्हें विद्युत प्रवाहकीय प्रदान करता है जबकि लोचदार सिलिकॉन लचीलापन में योगदान देता है। गुणों का यह अनूठा संयोजन संरचनाओं को यांत्रिक बल के प्रति संवेदनशील बनाता है और नए प्रकार के ऑप्टिकल और विद्युत उपकरणों को बनाने के लिए उपयोगी हो सकता है।

जापान के केयो यूनिवर्सिटी के रिसर्च टीम के नेता मित्सुहिरो टेराकावा ने कहा, "इन प्रकार के सूक्ष्म संरचनाओं का संभवतः बहुत छोटे आंदोलनों या परिवर्तनों को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, जैसे कि कीट के शरीर से थोड़ी सी आवाजाही या मानव चेहरे की मांसपेशियों द्वारा उत्पादित सूक्ष्म अभिव्यक्ति।" "इस जानकारी का उपयोग इन आंदोलनों के सही कंप्यूटर से उत्पन्न संस्करण बनाने के लिए किया जा सकता है।"

द ऑप्टिकल सोसाइटी एक्सप्रेस (ओएसए) से ऑप्टिकल मैटेरियल एक्सप्रेस जर्नल में विस्तृत रूप से, शोधकर्ताओं ने पॉलिडेमिथिलसिलोक्सेन (पीडीएमएस) के नाम से जाना जाने वाला सिलिकॉन से घिरा चांदी की तार जैसी संरचनाओं का उत्पादन किया। शोधकर्ताओं ने पीडीएमएस का उपयोग किया क्योंकि यह लचीला और जैव-अनुकूल है, जिसका अर्थ यह है कि शरीर पर या शरीर में उपयोग करना सुरक्षित है।

उन्होंने संरचनाओं को बना दिया, जो पीडीएमएस और रजत आयनों के मिश्रण को विकिरण करके 25 माइक्रोन चौड़े तक मापते हैं, जो बहुत ही कम लेजर दालों के साथ होते हैं जो कि केवल फिटोसेकंड होते हैं। एक फिफ्टोसेकंड में, प्रकाश केवल 300 नैनोमीटर की यात्रा करता है, जो कि सबसे छोटे बैक्टीरिया से थोड़ा बड़ा होता है।

"हम मानते हैं कि हम पीडीएमएस युक्त एक संकर सामग्री बनाने के लिए फिफ्टोसेकंद लेजर दालों का उपयोग करने वाले पहले समूह हैं, जो इसकी लोच के कारण बहुत उपयोगी है, " टेराकावा ने कहा। "यह काम एक एकल, परिशुद्धता लेजर प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी का उपयोग करने के लिए एक कदम का प्रतिनिधित्व करता है जो जैव-संगत उपकरणों को बनाने के लिए कठिन और नरम सामग्री को जोड़ता है।"

दो लेजर प्रक्रियाओं को एक में बदलना

हाइब्रिड माइक्रोस्ट्रक्चर बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली एक-चरण की फैब्रिकेशन विधि प्रकाश-आधारित रासायनिक प्रतिक्रियाओं को जोड़ती है जिसे फोटोपोलिमेराइजेशन और फोटोरक्शन के रूप में जाना जाता है, जिनमें से दोनों को फिफ्टोसेकंद लेजर दालों का उपयोग करके प्रेरित किया जाता है। Photopolymerization एक बहुलक कठोर करने के लिए प्रकाश का उपयोग करता है, और फोटोरक्शन नीलामी धातुओं से microstructures और नैनोस्ट्रक्चर बनाने के लिए प्रकाश का उपयोग करता है।

फैब्रिकेशन तकनीक के परिणामस्वरूप टेराकावा के शोध समूह के बीच एक सहयोग हुआ, जो नरम सामग्रियों का उपयोग करके दो फोटॉन फोटोरक्शन का अध्ययन कर रहा था, और जर्मन शोध संगठन लेजर ज़ेंट्रम हनोवर में एक समूह, जो पीडीएमएस के सिंगल फोटॉन फोटोपोलिमेराइजेशन को आगे बढ़ा रहा है।

तार सूक्ष्म संरचनाओं को बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने पीडीएमएस-रजत मिश्रण को विकिरणित किया जिसमें 522-एनएम पर उत्सर्जित फीटोज़कॉन्ड लेजर से प्रकाश होता है, एक तरंगदैर्ध्य जो भौतिक मिश्रण के साथ कुशलतापूर्वक बातचीत करता है। उन्होंने सावधानीपूर्वक चांदी के आयनों का चयन किया जो पीडीएमएस के साथ अच्छी तरह से मिलेंगे।

शोधकर्ताओं ने पाया कि केवल एक लेजर स्कैन गठित तार है जो धातु की विद्युत चालकता और बहुलक की लोच दोनों को प्रदर्शित करता है। मोटे और अधिक समान संरचनाओं का उत्पादन करने के लिए अतिरिक्त स्कैन का उपयोग किया जा सकता है। उन्होंने यह भी दिखाया कि तार संरचनाओं ने 3 किलोपास्कल का दबाव बनाने के लिए संरचनाओं पर हवा उड़ाने से यांत्रिक बल का जवाब दिया।

शोधकर्ताओं का कहना है कि, तार संरचनाओं को बनाने के अलावा, दृष्टिकोण का उपयोग छोटे 3 डी धातु-सिलिकॉन संरचनाओं के लिए किया जा सकता है। अगले चरण के रूप में, वे अध्ययन करने की योजना बना रहे हैं कि फैब्रिकेटेड तार समय के साथ अपनी संरचना और गुणों को बनाए रखते हैं या नहीं।

टेराकावा ने कहा, "हमारा काम दर्शाता है कि साथ ही साथ फोटो प्रेरण और फोटोपॉलिमराइजेशन को प्रेरित करना लोचदार और विद्युत प्रवाहकीय सूक्ष्म संरचनाओं को बनाने के लिए एक आशाजनक तरीका है।" "यह एक उत्पादन लाइन में कई मानव-संगत उपकरणों को बनाने के लिए एक स्मार्ट फैक्ट्री विकसित करने के हमारे दीर्घकालिक लक्ष्य की ओर एक कदम है, चाहे सामग्री नरम या कड़ी हो।"

menu
menu