ஃபெரோ காந்த அதிர்வு அடிப்படையிலான ஆற்றல் அறுவடை தொழில்நுட்பம்
ஒசாகா நகரப் பல்கலைக்கழக பட்டதாரிப் பள்ளியின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் பல பத்து நானோமீட்டர்களின் அதி-மெல்லிய காந்தப் படத்தைப் பயன்படுத்தி ஃபெரோ காந்த அதிர்வு (FMR-ferromagnetic resonance) இன் மாற்றும் நிகழ்விலிருந்து உருவாக்கப்படும் மின்னழுத்தத்துடன் மின்சாரத்தை சேமிப்பதில் வெற்றி பெற்றுள்ளனர்.
பேராசிரியர் ஈஜி ஷிகோவின் தலைமையில் இந்த ஆய்வு நடத்தப்பட்டது. “ஆற்றலை அறுவடை செய்ய பூமியின் இயற்கை வளங்களை திறம்பட பயன்படுத்துவதில் நாங்கள் ஆர்வமாக உள்ளோம்” என்று பேராசிரியர் கூறுகிறார், மேலும் FMR-ன் கீழ் காந்தப் படங்களில் அவர்கள் உருவாக்கும் மின்னியக்கு விசை(EMF-Electromotive Force) மூலம் நம்மைச் சுற்றியுள்ள மின்காந்த அலைகளிலிருந்து ஆற்றலைப் பிடிக்கிறது.” அவர்களின் ஆராய்ச்சி AIP அட்வான்சஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்டது.
ஃபெரோ காந்த அதிர்வு என்பது ஒரு காந்த ஊடகத்திற்கு மின்காந்த அலைகள் மற்றும் ஒரு மின்னியல் காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்துவதால், ஊடகத்தின் உள்ளே இருக்கும் மின்காந்தங்கள் மின்காந்த அலைகளின் அதே அதிர்வெண்ணில் முன்னோக்கிச் செல்ல காரணமாகிறது. ஒரு நுட்பமாக, மொத்த ஃபெரோ காந்த பொருட்கள் முதல் நானோ அளவிலான காந்த மெல்லிய படங்கள் வரை பல்வேறு ஊடகங்களின் காந்த பண்புகளை ஆராய இது பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
“FMR-ன் கீழ் உள்ள ஒரு ஃபெரோ காந்த உலோகத்தில் (FM-Ferromagnetic Metal) ஒரு EMF உருவாக்கப்படுகிறது என்று ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது,” என்று ஆய்வின் முதல் எழுத்தாளர் யூதா நோகி கூறுகிறார், மேலும் அதிக நீடித்த, நன்கு புரிந்துகொள்ளக்கூடிய இரண்டு FM-களைப் பயன்படுத்தி ஆற்றல் சேமிப்பு சாத்தியங்களை ஆராய்ந்தோம். எனவே பொதுவாக FMR ஆராய்ச்சியில் இரும்பு-நிக்கல் (Ni80Fe20) மற்றும் இரும்பு-கோபால்ட் (Co50Fe50) அலாய் பயன்படுத்தப்படுகிறது.”
முதலில், குழு இரண்டு அலாய் படங்களை ஃபெரோ காந்த அதிர்வுக்கு கீழ் மின்சாரம் தயாரித்ததை உறுதிசெய்தது மற்றும் Ni50Fe20 சுமார் 28 மைக்ரோவோல்ட்களை உருவாக்கியது மற்றும் Co50Fe50 சுமார் 6 மைக்ரோவோல்ட் மின்சாரத்தை உருவாக்கியது. மின்சாரத்தை சேமிப்பதற்காக, அவர்கள் ஒரு மின்காந்த அலைக்கு அழுத்தத்தை எலக்ட்ரான் சுழல் அதிர்வு சாதனத்தையும், நிலையான காந்தப்புலத்திற்கான சாதனத்தின் மின்காந்தத்தையும் பயன்படுத்தினர். ஒரு சேமிப்பக பேட்டரியை நேரடியாக ஒரு கடத்தி வழியாக மாதிரியின் சவ்வுடன் இணைத்து, இரண்டு FM மாதிரிகள் 30 நிமிடங்கள் FMR நிலையில் இருந்தபின் ஆற்றலை வெற்றிகரமாக சேமித்து வைத்திருப்பதை குழு கவனித்தது. இருப்பினும், அதிர்வு நேரம் நீட்டிக்கப்பட்டதால், இரும்பு-நிக்கல் அலாய் படத்துடன் சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றலின் அளவு மாறவில்லை, அதே நேரத்தில் இரும்பு-கோபால்ட் அலாய் படம் நிலையான அதிகரிப்பைக் கண்டது.
“இதற்கு FMR தூண்டுதலுக்கான அந்தந்த காந்தப்புல வரம்புகள் காரணமாகும்” என்று பேராசிரியர் ஷிகோ முடிக்கிறார். மெல்லிய படங்களின் வெவ்வேறு ஆற்றல் சேமிப்பு பண்புகளை ஆராய்ந்த பிறகு, சோதனைகளின் போது அதே வெப்ப நிலைகளில் இருந்ததை குழு கண்டறிந்தது, Co50Fe50 ஒரு FMR ஐ ஒரு பாதுகாக்கப்பட்ட நிலையில் பராமரிக்க முடியும், அதே நேரத்தில் Ni80Fe20-ல் FMR தூண்டுதல் எல்லைக்கு வெளியே இருந்தது. “FM படத்தின் வெப்ப நிலைகளை சரியான முறையில் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் ஃபெரோ காந்த அதிர்வுக்கு கீழ் EMF தலைமுறையை ஆற்றல் அறுவடை தொழில்நுட்பமாகப் பயன்படுத்தலாம்” என்று பேராசிரியர் தொடர்கிறார்.
இந்த ஆராய்ச்சியின் மற்றொரு சுவாரஸ்யமான விஷயம் என்னவென்றால், குழு அதன் தோற்றத்திலிருந்து சுயாதீனமாக EMF தலைமுறையில் கவனம் செலுத்தியது. இதன் பொருள் FMR நிபந்தனைகள் பூர்த்தி செய்யப்படும் வரை, நாம் தினசரி தொடர்பு கொள்ளும் மின்காந்த அலைகளிலிருந்து ஆற்றலை சேமிக்க முடியும்.
References: