3D காந்த நானோ கட்டமைப்புகளில் முன்னேற்றம்
சுழல்-பனி எனப்படும் ஒரு பொருளின் முதல் முப்பரிமாண பிரதிகளை உருவாக்குவதன் மூலம் காந்த மின்னூட்டத்தை பயன்படுத்தும் சக்திவாய்ந்த சாதனங்களை உருவாக்குவதற்கு விஞ்ஞானிகள் ஒரு படி எடுத்துள்ளனர்.
சுழல் பனிப் பொருட்கள் மிகவும் அசாதாரணமானது, ஏனெனில் அவை ஒரு காந்தத்தின் ஒற்றை துருவமாக செயல்படும் குறைபாடுகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.
இந்த ஒற்றை துருவ காந்தங்கள், காந்த மோனோபோல்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன, அவை இயற்கையில் இல்லை; ஒவ்வொரு காந்தப் பொருளும் இரண்டாக வெட்டப்படும்போது அது எப்போதும் ஒரு புதிய காந்தத்தை வடக்கு மற்றும் தெற்கு துருவத்துடன் உருவாக்கும்.
இயற்கையின் அடிப்படை சக்திகளை இறுதியாக எல்லாவற்றையும் ஒரு கோட்பாடு என்று அழைப்பதன் மூலம் இயற்கையாக நிகழும் காந்த மோனோபோல்களின் சான்றுகளுக்காக விஞ்ஞானிகள் தொலைதூரத்தில் பார்த்துக் கொண்டிருக்கிறார்கள், இயற்பியல் அனைத்தையும் ஒரே கூரையின் கீழ் வைக்கின்றனர்.
இருப்பினும், சமீபத்திய ஆண்டுகளில், இயற்பியலாளர்கள் இரு பரிமாண சுழல்-பனிப் பொருட்களை உருவாக்குவதன் மூலம் ஒரு காந்த ஏகபோகத்தின் செயற்கை பதிப்புகளை உருவாக்க முடிந்தது.
இன்றுவரை இந்த கட்டமைப்புகள் ஒரு காந்த மோனோபோலை வெற்றிகரமாக நிரூபித்துள்ளன, ஆனால் பொருள் ஒரே தளத்தில் மட்டுப்படுத்தப்பட்டிருக்கும் போது அதே இயற்பியலைப் பெற முடியாது. உண்மையில், இது ஸ்பின்-ஐஸ் லட்டியின் குறிப்பிட்ட முப்பரிமாண வடிவவியலாகும், இது காந்த மோனோபோல்களைப் பிரதிபலிக்கும் சிறிய கட்டமைப்புகளை உருவாக்கும் அதன் அசாதாரண திறனுக்கு முக்கியமாகும்.
நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸில் இன்று வெளியிடப்பட்ட ஒரு புதிய ஆய்வில், கார்டிஃப் பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள் தலைமையிலான குழு ஒரு அதிநவீன வகை 3D அச்சிடுதல் மற்றும் செயலாக்கத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு சுழல்-பனிப் பொருளின் முதல் 3D பிரதிகளை உருவாக்கியுள்ளது.
3D பிரிண்டிங் தொழில்நுட்பம் செயற்கை சுழல்-பனியின் வடிவவியலைத் தக்கவைக்க அனுமதித்ததாக குழு கூறுகிறது, அதாவது காந்த மோனோபோல்கள் உருவாகி அமைப்புகளில் நகரும் முறையை அவை கட்டுப்படுத்த முடியும்.
3D இல் மினி மோனோபோல் காந்தங்களை கையாள முடிந்தால், மேம்பட்ட கணினி சேமிப்பிலிருந்து, மனித மூளையின் நரம்பியல் கட்டமைப்பைப் பிரதிபலிக்கும் 3D கம்ப்யூட்டிங் நெட்வொர்க்குகளை உருவாக்குவது வரை அவர்கள் சொல்லும் பயன்பாடுகள் முழுவதையும் திறக்க முடியும்.
“10 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக விஞ்ஞானிகள் செயற்கை சுழல்-பனியை இரண்டு பரிமாணங்களில் உருவாக்கி ஆய்வு செய்து வருகின்றனர். இத்தகைய அமைப்புகளை மூன்று பரிமாணங்களுக்கு விரிவாக்குவதன் மூலம் நாம் சுழல்-பனி மோனோபோல் இயற்பியலின் மிகவும் துல்லியமான பிரதிநிதித்துவத்தைப் பெறுகிறோம், மேலும் மேற்பரப்புகளின் தாக்கத்தை ஆய்வு செய்ய முடிகிறது,” கார்டிஃப் பல்கலைக்கழக இயற்பியல் மற்றும் வானியல் பள்ளியைச் சேர்ந்த முன்னணி எழுத்தாளர் டாக்டர் சாம் லடக் கூறினார்.
“நானோ அளவிலான வடிவமைப்பால், ஒரு சுழல்-பனியின் சரியான 3D பிரதிகளை யாராலும் உருவாக்க முடிந்தது இதுவே முதல் முறை.”
செயற்கை சுழல்-பனி அதிநவீன 3D நானோ ஃபேப்ரிகேஷன் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டது, இதில் சிறிய நானோவாய்கள் நான்கு அடுக்குகளாக ஒரு அணிக்கோவை கட்டமைப்பில் அடுக்கி வைக்கப்பட்டன, இது ஒட்டுமொத்தமாக மனித தலைமுடியின் அகலத்தை விட குறைவாகவே அளவிடப்படுகிறது.
காந்த சக்தியை நுண்ணோக்கி என அழைக்கப்படும் ஒரு சிறப்பு வகை நுண்ணோக்கி, பின்னர் காந்தத்திற்கு உணர்திறன் கொண்டது, பின்னர் சாதனத்தில் இருக்கும் காந்த மின்னூட்டங்களைக் காட்சிப்படுத்த பயன்படுத்தப்பட்டது, இது 3D கட்டமைப்பில் ஒற்றை-துருவ காந்தங்களின் இயக்கத்தைக் கண்காணிக்க குழுவை அனுமதிக்கிறது.
“வேதியியல் வழியாக பொதுவாக ஒருங்கிணைக்கப்படும் பொருட்களைப் பிரதிபலிக்க நானோ அளவிலான 3D அச்சிடும் தொழில்நுட்பங்கள் பயன்படுத்தப்படலாம் என்பதைக் காண்பிப்பதால் எங்கள் பணி முக்கியமானது” என்று டாக்டர் லடக் தொடர்ந்தார்.
“இறுதியில், இந்த வேலை புதிய வகை காந்த மெட்டா மெட்டீரியல்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான வழிமுறையை வழங்கக்கூடும், அங்கு ஒரு செயற்கை அணிக்கோவையின் 3D வடிவியலைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் பொருள் பண்புகள் சரிசெய்யப்படுகின்றன.
“ஹார்ட் டிஸ்க் டிரைவ் அல்லது காந்த சீரற்ற அணுகல் நினைவக சாதனங்கள் போன்ற காந்த சேமிப்பக சாதனங்கள் இந்த முன்னேற்றத்தால் பெருமளவில் பாதிக்கப்படக்கூடிய மற்றொரு பகுதி. தற்போதைய சாதனங்கள் கிடைக்கக்கூடிய மூன்று பரிமாணங்களில் இரண்டை மட்டுமே பயன்படுத்துவதால், இது தகவலின் அளவைக் கட்டுப்படுத்துகிறது சேமிக்க முடியும். ஒரு காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்தி மோனோபோல்களை 3D அணிக்கோவையைச் சுற்றி நகர்த்த முடியும் என்பதால், காந்தக் மின்னூட்டத்தின் அடிப்படையில் உண்மையான 3D சேமிப்பக சாதனத்தை உருவாக்க முடியும்.”
References: