தங்க நானோ துகள்களுக்குள் சுழலும் மின்னோட்டம்
பாரம்பரிய மின்காந்தத்தின் படி, வெளிப்புற காந்தப்புலத்தில் நகரும் ஒரு மின்னூட்டப்பட்ட துகள் பாதையை வட்டமாக்கும் ஒரு சக்தியை அனுபவிக்கிறது. இயற்பியலின் இந்த அடிப்படை விதி துகள் முடுக்கிகளாக செயல்படும் சைக்ளோட்ரான்களை வடிவமைப்பதில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. நானோமீட்டர் அளவிலான உலோகத் துகள்கள் ஒரு காந்தப்புலத்தில் வைக்கப்படும் போது, காந்தபுலமானது துகளின் உள்ளே சுழலும் எலக்ட்ரான் மின்னோட்டத்தைத் தூண்டுகிறது. சுற்றும் மின்னோட்டம் வெளிப்புற புலத்தை எதிர்க்கும் உள் காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது. இந்த விளைவு காந்தக் கவசம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.
அணு காந்த அதிர்வு (NMR) நிறமாலைமானியைப் பயன்படுத்தி கேடயத்தின் வலிமையை ஆராயலாம். உள் காந்தக் கவசம் ஒரு நானோமீட்டர் அளவிலான துகள் கூட ஒரு அணு நீள அளவில் வலுவாக வேறுபடுகிறது. இந்த அணு அளவிலான மாறுபாடுகளைப் புரிந்துகொள்வது நானோ துகள்களை உருவாக்கும் ஒவ்வொரு அணுவின் மின்னணு பண்புகளின் குவாண்டம் இயந்திரக் கோட்பாட்டைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் மட்டுமே சாத்தியமாகும்.
இப்போது, ஜீவாஸ்கிலா பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியர் ஹன்னு ஹக்கினெனின் ஆராய்ச்சி குழு, மெக்ஸிகோவின் குவாடலஜாரா பல்கலைக்கழகத்துடன் இணைந்து, சிக்கலான 3D நானோ கட்டமைப்புகளுக்குள் புழக்கத்தில் இருக்கும் எலக்ட்ரான் மின்னோட்டங்களை கணக்கிட, காட்சிப்படுத்த மற்றும் பகுப்பாய்வு செய்வதற்கான ஒரு முறையை உருவாக்கியது. சுமார் ஒரு நானோமீட்டர் விட்டம் கொண்ட தங்க நானோ துகள்களுக்கு இந்த முறை பயன்படுத்தப்பட்டது.
ஒரு தங்க அணுவை ஒரு பிளாட்டினம் அணுவால் மாற்றும்போது துகள் உள்ளே காந்தக் கவசம் எவ்வாறு மாறுகிறது என்பது குறித்த முந்தைய என்எம்ஆர் அளவீடுகளிலிருந்து விவரிக்கப்படாத சோதனை முடிவுகளுக்கு கணக்கீடுகள் வெளிச்சம் போடுகின்றன.
கேடய எலக்ட்ரான் மின்னோட்டத்தின் மொத்த ஒருங்கிணைந்த வலிமையின் அடிப்படையில் உலோக நானோ துகள்களுக்குள் நறுமணத்தை வகைப்படுத்த ஒரு புதிய அளவு நடவடிக்கை உருவாக்கப்பட்டது.
“மூலக்கூறுகளின் நறுமணமானது வேதியியலில் மிகப் பழமையான கருத்துகளில் ஒன்றாகும், மேலும் இது பாரம்பரியமாக வளையம் போன்ற கரிம மூலக்கூறுகளுடனும், வெளிப்புற காந்தப்புலத்தில் புழக்கத்தில் இருக்கும் மின்னோட்டங்களை உருவாக்கக்கூடிய அவற்றின் இடமாற்றம் செய்யப்பட்ட இணைதிறன் எலக்ட்ரான் அடர்த்தியுடனும் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இருப்பினும், பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட அளவுகோல்கள் நறுமணத்தின் அளவு குறைவு. எந்தவொரு நானோ கட்டமைப்பினுள் ஒரு அணுவின் தீர்மானத்தில் எலக்ட்ரான் மின்னோட்டங்களைப் படிப்பதற்கும் பகுப்பாய்வு செய்வதற்கும் ஒரு புதிய கருவியை எங்கள் முறை இப்போது தருகிறது. எங்கள் பணியின் சக மதிப்பாய்வாளர்கள் இது இந்த துறையில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றமாக கருதினர்,” என்று ஆராய்ச்சியை ஒருங்கிணைத்த பேராசிரியர் ஹக்கினென் கூறுகிறார்.
References: