समाचार

आधुनिक संसारमा हामीले भेट्ने लगभग सबै कुराहरू केही हदसम्म इलेक्ट्रोनिक्समा निर्भर छन्। हामीले पहिलो पटक मेकानिकल कार्य उत्पन्न गर्न कसरी बिजुली प्रयोग गर्ने भनेर पत्ता लगाएपछि, हामीले प्राविधिक रूपमा हाम्रो जीवन सुधार गर्न ठूला र साना उपकरणहरू सिर्जना गरेका छौं। विद्युतीय बत्तीदेखि स्मार्टफोनसम्म, हरेक उपकरणहरू। हामीले बिभिन्न कन्फिगरेसनहरूमा एकसाथ टाँसिएका केही साधारण कम्पोनेन्टहरू मिलेर विकास गर्छौं। वास्तवमा, एक शताब्दीभन्दा बढी समयदेखि हामीले यसमा भर परेका छौं:
हाम्रो आधुनिक इलेक्ट्रोनिक्स क्रान्ति यी चार प्रकारका कम्पोनेन्टहरूमा निर्भर छ, साथै - पछि - ट्रान्जिस्टरहरू, हामी आज प्रयोग गर्ने लगभग सबै चीजहरू ल्याउन। कम शक्ति, र हाम्रा यन्त्रहरू एकअर्कामा जडान गर्नुहोस्, हामी यी क्लासिक सीमाहरू छिट्टै भेट्छौं। प्रविधि। तर, 2000 को प्रारम्भमा, पाँचवटा प्रगतिहरू सबै मिलेर आएका छन्, र तिनीहरूले हाम्रो आधुनिक संसारलाई रूपान्तरण गर्न थालेका छन्। यो सबै कसरी भयो।
1.) ग्राफिनको विकास। प्रकृतिमा पाइने वा प्रयोगशालामा सिर्जना गरिएका सबै सामग्रीहरूमध्ये, हीरा अब सबैभन्दा कडा सामग्री रहेन। त्यहाँ छवटा कडा छन्, सबैभन्दा कडा ग्रेफिन। 2004 मा, ग्राफिन, कार्बनको परमाणु-मोटो पाना। हेक्सागोनल क्रिस्टल ढाँचामा सँगै बन्द गरिएको, संयोगवश प्रयोगशालामा अलग गरिएको थियो। यस अघि बढेको छ वर्ष पछि, यसको आविष्कारकहरू आन्द्रेई हेम र कोस्ट्या नोवोसेलोभलाई भौतिकशास्त्रमा नोबेल पुरस्कार प्रदान गरियो। यो अहिलेसम्म बनेको सबैभन्दा कठिन सामग्री मात्र होइन, अविश्वसनीय रूपमा लचिलो पनि हो। भौतिक, रासायनिक, र थर्मल तनाव, तर यो वास्तवमा परमाणुहरूको एक उत्तम जाली हो।
ग्राफिनमा पनि आकर्षक प्रवाहकीय गुणहरू छन्, यसको मतलब यदि ट्रान्जिस्टरहरू सहित इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू, सिलिकनको सट्टा ग्राफिनबाट बनाउन सकिन्छ भने, तिनीहरू सम्भावित रूपमा आज हामीसँग भएका सबै चीजहरू भन्दा सानो र छिटो हुन सक्छन्। यदि ग्राफिनलाई प्लास्टिकमा मिसाइयो भने, यसलाई परिवर्तन गर्न सकिन्छ। एक गर्मी प्रतिरोधी, बलियो सामग्री जसले बिजुली पनि सञ्चालन गर्दछ। साथै, ग्राफिन प्रकाशमा लगभग 98% पारदर्शी छ, जसको मतलब यो पारदर्शी टचस्क्रिन, प्रकाश उत्सर्जन गर्ने प्यानल र सौर्य कोशिकाहरूको लागि पनि क्रान्तिकारी छ। नोबेल फाउन्डेसनले यसलाई 11 वर्षमा राखेको छ। पहिले, "सायद हामी इलेक्ट्रोनिक्सको अर्को लघुकरणको कगारमा छौं जसले कम्प्युटरहरूलाई भविष्यमा अझ प्रभावकारी बनाउँछ।"
2.) सतह माउन्ट प्रतिरोधकहरू। यो सबैभन्दा पुरानो "नयाँ" प्रविधि हो र कम्प्युटर वा सेल फोनको विच्छेदन गर्ने जो कोहीलाई पनि यो सम्भवतः परिचित छ। सतह माउन्ट प्रतिरोधक एउटा सानो आयताकार वस्तु हो, सामान्यतया सिरेमिकले बनेको हुन्छ, दुवैतिर प्रवाहकीय किनारहरू हुन्छन्। समाप्त हुन्छ। सिरेमिकको विकास, जसले धेरै शक्ति वा तातो नछोडिकन प्रवाहको प्रवाहलाई प्रतिरोध गर्दछ, यसले पहिले प्रयोग गरिएका पुराना परम्परागत प्रतिरोधकहरू भन्दा उत्कृष्ट प्रतिरोधकहरू सिर्जना गर्न सम्भव बनाएको छ: अक्षीय नेतृत्व प्रतिरोधकहरू।
यी गुणहरूले यसलाई आधुनिक इलेक्ट्रोनिक्स, विशेष गरी कम पावर र मोबाइल उपकरणहरूमा प्रयोगको लागि आदर्श बनाउँदछ। यदि तपाईंलाई प्रतिरोधक चाहिन्छ भने, तपाईंले प्रतिरोधकहरूको लागि आवश्यक आकार घटाउन वा बढाउन यी मध्ये कुनै एक SMD (सर्फेस माउन्ट उपकरणहरू) प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ। शक्ति तपाईं समान आकार सीमा भित्र लागू गर्न सक्नुहुन्छ।
3.) Supercapacitors.Capacitors सबैभन्दा पुरानो इलेक्ट्रोनिक प्रविधिहरू मध्ये एक हो। तिनीहरू एक साधारण सेटअपमा आधारित छन् जसमा दुई प्रवाहकीय सतहहरू (प्लेटहरू, सिलिन्डरहरू, गोलाकार खोलहरू, इत्यादि) एकअर्काबाट थोरै दूरीले अलग हुन्छन्, र दुई सतहहरूले समान र विपरित चार्जहरू कायम राख्न सक्षम हुन्छन्। जब तपाइँ क्यापेसिटर मार्फत विद्युत् प्रवाह गर्न प्रयास गर्नुहुन्छ यो चार्ज हुन्छ र जब तपाइँ विद्युत् बन्द गर्नुहुन्छ वा दुई प्लेटहरू जडान गर्नुहुन्छ भने क्यापेसिटर डिस्चार्ज हुन्छ। क्यापेसिटरहरूमा ऊर्जा भण्डारण सहित अनुप्रयोगहरूको विस्तृत दायरा हुन्छ। रिलिज भएको ऊर्जा, र पिजोइलेक्ट्रिक इलेक्ट्रोनिक्सको द्रुत विस्फोट, जहाँ उपकरणको दबाबमा परिवर्तनहरूले विद्युतीय संकेतहरू उत्पन्न गर्दछ।
निस्सन्देह, धेरै, धेरै सानो स्केलमा स-साना दुरीहरूद्वारा छुट्याएर धेरै प्लेटहरू बनाउनु चुनौतीपूर्ण मात्र होइन तर मौलिक रूपमा सीमित छ। सामग्रीहरूमा हालको प्रगति-विशेष गरी क्याल्सियम कपर टाइटनेट (CCTO)-ले सानो ठाउँहरूमा ठूलो मात्रामा चार्ज भण्डारण गर्न सक्छ: सुपर क्यापेसिटर। यी मिनिएचुराइज्ड यन्त्रहरू धेरै पटक चार्ज र डिस्चार्ज गर्न सकिन्छ तिनीहरू थकित हुनु अघि;चार्ज र छिटो डिस्चार्ज;र पुराना क्यापेसिटरहरूको प्रति एकाइ भोल्युमको १०० गुणा ऊर्जा भण्डारण गर्नुहोस्। तिनीहरू एक खेल-परिवर्तन गर्ने प्रविधि हुन् जब यो इलेक्ट्रोनिक्सलाई सानो बनाउने कुरा आउँछ।
4.) सुपर इन्डक्टरहरू।“बिग थ्री” को अन्तिमको रूपमा, सुपरइन्डक्टर 2018 सम्म बाहिर आउने सबैभन्दा नयाँ खेलाडी हो। इन्डक्टर मूलतया चुम्बकीय कोरसँग प्रयोग हुने करन्ट भएको कुण्डल हो। इन्डक्टरहरूले आफ्नो आन्तरिक चुम्बकीय परिवर्तनको विरोध गर्छन्। फिल्ड, जसको मतलब यदि तपाइँ यस मार्फत प्रवाह प्रवाह गर्न कोशिस गर्नुहुन्छ भने, यसले केहि समयको लागि प्रतिरोध गर्दछ, त्यसपछि यस मार्फत प्रवाहलाई स्वतन्त्र रूपमा प्रवाह गर्न अनुमति दिन्छ, र अन्तमा तपाइँले करेन्ट बन्द गर्दा फेरि परिवर्तनहरूको प्रतिरोध गर्दछ। प्रतिरोधक र क्यापेसिटरहरूसँगै, तिनीहरू हुन्। सबै सर्किटका तीन आधारभूत तत्वहरू। तर फेरि, तिनीहरूले प्राप्त गर्न सक्ने सानो सीमा छ।
समस्या यो हो कि इन्डक्टेन्स मूल्य प्रेरकको सतह क्षेत्र मा निर्भर गर्दछ, जुन लघुकरण को मामला मा एक सपना हत्यारा हो। तर क्लासिक चुम्बकीय अधिष्ठापन को अतिरिक्त, त्यहाँ गतिज ऊर्जा इन्डक्टेन्स को अवधारणा पनि छ: को जडत्व। करेन्ट बोक्ने कणहरूले आफैंले आफ्नो गतिमा हुने परिवर्तनलाई रोक्छ। जसरी एक लाइनमा रहेका कमिलाहरूले आफ्नो गति परिवर्तन गर्न एकअर्कासँग "बोल्नु" पर्छ, त्यसरी नै विद्युत् बोक्ने कणहरू, इलेक्ट्रोनहरू जस्तै, गति बढाउन एक अर्कामा बल प्रयोग गर्नुपर्छ। वा ढिलो गर्नुहोस्। परिवर्तनको यो प्रतिरोधले आन्दोलनको भावना सिर्जना गर्दछ। कौस्तव बनर्जीको नानोइलेक्ट्रोनिक्स अनुसन्धान प्रयोगशालाको नेतृत्वमा, ग्राफिन टेक्नोलोजी प्रयोग गर्ने गतिज ऊर्जा इन्डक्टर अब विकसित गरिएको छ: अहिलेसम्म रेकर्ड गरिएको उच्चतम इन्डक्टन्स घनत्व सामग्री।
5.) कुनै पनि उपकरणमा ग्राफिन राख्नुहोस्। अब स्टक लिनुहोस्। हामीसँग ग्राफिन छ। हामीसँग प्रतिरोधक, क्यापेसिटर र इन्डक्टरहरूको "सुपर" संस्करणहरू छन् - लघु, बलियो, भरपर्दो र प्रभावकारी। इलेक्ट्रोनिक्समा अल्ट्रा-मिनिएचुराइजेशन क्रान्तिको अन्तिम बाधा। , कम्तिमा सैद्धान्तिक रूपमा, कुनै पनि उपकरण (लगभग कुनै पनि सामग्रीबाट बनेको) लाई इलेक्ट्रोनिक उपकरणमा परिणत गर्ने क्षमता हो। यो सम्भव बनाउनको लागि, हामीलाई चाहिने कुनै पनि प्रकारको सामग्रीमा ग्राफिन-आधारित इलेक्ट्रोनिक्स इम्बेड गर्ने क्षमता हो, लचिलो सामग्रीहरू सहित। ग्राफिनमा राम्रो तरलता, लचिलोपन, शक्ति र चालकता छ भन्ने तथ्यले मानवलाई हानिरहित हुँदा, यसलाई यस उद्देश्यको लागि आदर्श बनाउँछ।
विगतका केही वर्षहरूमा, ग्राफिन र ग्राफिन उपकरणहरू एक तरिकाले बनाइएको छ जुन मुट्ठीभर प्रक्रियाहरू मार्फत मात्र प्राप्त भएको छ जुन आफैंमा एकदमै कठोर छ। तपाईंले सादा पुरानो ग्रेफाइटलाई अक्सिडाइज गर्न सक्नुहुन्छ, यसलाई पानीमा विघटन गर्न सक्नुहुन्छ, र रासायनिक वाष्पद्वारा ग्राफिन बनाउन सक्नुहुन्छ। डिपोजिसन।यद्यपि, त्यहाँ केहि सब्सट्रेटहरू छन् जसमा ग्राफिन यस तरीकाले जम्मा गर्न सकिन्छ। तपाईंले रासायनिक रूपमा ग्राफिन अक्साइड घटाउन सक्नुहुन्छ, तर यदि तपाईंले त्यसो गर्नुभयो भने, तपाईं खराब गुणस्तरको ग्राफिनको साथ समाप्त हुनुहुनेछ। तपाईंले मेकानिकल एक्सफोलिएशनद्वारा ग्राफिन पनि उत्पादन गर्न सक्नुहुन्छ। , तर यसले तपाइँलाई उत्पादन गर्ने ग्राफिनको आकार वा मोटाई नियन्त्रण गर्न अनुमति दिँदैन।
लेजरमा उत्कीर्ण ग्राफिनको विकास यही हो। यो हासिल गर्ने दुईवटा मुख्य तरिकाहरू छन्। एउटा ग्रेफाइन अक्साइडबाट सुरु गर्ने हो। पहिले जस्तै: तपाईंले ग्रेफाइट लिनुहुन्छ र यसलाई अक्सिडाइज गर्नुहुन्छ, तर यसलाई रासायनिक रूपमा घटाउनुको सट्टा, तपाईंले यसलाई घटाउनुहुन्छ। लेजरको साथ।रासायनिक रूपमा कम गरिएको ग्राफिन अक्साइडको विपरीत, यो उच्च गुणस्तरको उत्पादन हो जुन सुपर क्यापेसिटर, इलेक्ट्रोनिक सर्किट र मेमोरी कार्डहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।
तपाईं लेजरको साथ सीधै पोलिमाइड, उच्च-तापमान प्लास्टिक, र ढाँचा ग्राफिन पनि प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ। लेजरले पोलिमाइड नेटवर्कमा रासायनिक बन्धनहरू तोड्छ, र कार्बन परमाणुहरूले पातलो, उच्च-गुणस्तरको ग्राफिन पानाहरू बनाउन थर्मल रूपमा आफूलाई पुनर्गठित गर्दछ। पोलिइमाइडले देखाएको छ। सम्भावित अनुप्रयोगहरूको एक टन, किनकि यदि तपाइँ यसमा ग्राफिन सर्किटहरू खोप्न सक्नुहुन्छ भने, तपाइँ मूलतः पोलिमाइडको कुनै पनि आकारलाई पहिरन योग्य इलेक्ट्रोनिक्समा परिणत गर्न सक्नुहुन्छ। यी, केहि नामहरू, समावेश छन्:
तर सायद सबैभन्दा रोमाञ्चक - लेजर-कुँदिएको ग्राफिनको नयाँ आविष्कारहरूको उदय, उदय र सर्वव्यापीतालाई ध्यानमा राख्दै - हाल के सम्भव छ भन्ने क्षितिजमा छ। लेजर-नक्का गरिएको ग्राफिनको साथ, तपाईंले ऊर्जा फसल र भण्डारण गर्न सक्नुहुन्छ: ऊर्जा-नियन्त्रण गर्ने उपकरण। .प्रविधि अगाडि बढ्न असफल भएको सबैभन्दा ज्वलन्त उदाहरणहरू मध्ये एक ब्याट्रीहरू हो। आज, हामी लगभग सुक्खा सेल रसायनहरू विद्युत ऊर्जा भण्डारण गर्न प्रयोग गर्छौं, शताब्दीयौं पुरानो प्रविधि। नयाँ भण्डारण यन्त्रहरूको प्रोटोटाइपहरू, जस्तै जस्ता-एयर ब्याट्रीहरू र ठोस-स्टेट लचिलो इलेक्ट्रोकेमिकल capacitors, सिर्जना गरिएको छ।
लेजर-एनग्रेभ गरिएको ग्राफिनको साथ, हामीले ऊर्जा भण्डारण गर्ने तरिकामा मात्रै क्रान्तिकारी परिवर्तन गर्न सक्दैनौं, तर हामी पहिरन योग्य उपकरणहरू पनि बनाउन सक्छौं जसले यान्त्रिक ऊर्जालाई बिजुलीमा रूपान्तरण गर्दछ: ट्राइबोइलेक्ट्रिक न्यानोजेनरेटरहरू। हामी सौर्य ऊर्जामा क्रान्तिकारी परिवर्तन गर्न सक्ने उल्लेखनीय जैविक फोटोभोल्टिकहरू सिर्जना गर्न सक्छौं। लचिलो जैव ईन्धन कक्षहरू पनि बनाउन सक्छ;सम्भावनाहरू विशाल छन्। ऊर्जा सङ्कलन र भण्डारणको सीमामा, क्रान्तिहरू छोटो अवधिमा हुन्छन्।
यसबाहेक, लेजर-एनग्रेभ गरिएको ग्राफिनले अभूतपूर्व सेन्सरहरूको युगमा प्रवेश गर्नुपर्छ। यसले भौतिक सेन्सरहरू समावेश गर्दछ, किनकि भौतिक परिवर्तनहरू (जस्तै तापक्रम वा तनाव) ले प्रतिरोध र प्रतिबाधा (जसमा क्यापेसिटन्स र इन्डक्टन्सको योगदानहरू समावेश गर्दछ) जस्ता विद्युतीय गुणहरूमा परिवर्तनहरू निम्त्याउँछ। यसले ग्यासको गुण र आर्द्रतामा परिवर्तनहरू पत्ता लगाउने उपकरणहरू पनि समावेश गर्दछ, र - मानव शरीरमा लागू गर्दा - कसैको महत्त्वपूर्ण संकेतहरूमा शारीरिक परिवर्तनहरू। उदाहरणका लागि, स्टार ट्रेक-प्रेरित ट्राइकोर्डरको विचार चाँडै अप्रचलित हुन सक्छ। केवल एक महत्त्वपूर्ण संकेत अनुगमन प्याच संलग्न गर्दै जसले हामीलाई हाम्रो शरीरमा कुनै पनि चिन्ताजनक परिवर्तनहरूको लागि तुरुन्त सचेत गराउँछ।
सोचको यो रेखाले पूरै नयाँ क्षेत्र पनि खोल्न सक्छ: लेजर-कुँदिएको ग्राफिन टेक्नोलोजीमा आधारित बायोसेन्सरहरू। लेजर-कुँदिएको ग्राफिनमा आधारित कृत्रिम घाँटीले घाँटी कम्पनहरू निगरानी गर्न मद्दत गर्न सक्छ, खोकी, गुञ्जन, चिच्याउने, निल्ने र निल्ने बीचको भिन्नता पहिचान गर्न। चालहरू।लेजर-उत्कृष्ट ग्राफिनले पनि ठूलो क्षमता राख्छ यदि तपाइँ एक कृत्रिम बायोरेसेप्टर सिर्जना गर्न चाहनुहुन्छ जसले विशिष्ट अणुहरूलाई लक्षित गर्न, विभिन्न पहिरन योग्य बायोसेन्सरहरू डिजाइन गर्न, वा विभिन्न टेलिमेडिसिन अनुप्रयोगहरू सक्षम गर्न मद्दत गर्दछ।
यो 2004 सम्म थिएन कि ग्राफिन पानाहरू उत्पादन गर्ने विधि, कम्तिमा जानाजानी, पहिलो पटक विकसित गरिएको थियो। 17 वर्षमा, समानान्तर प्रगतिहरूको श्रृंखलाले अन्ततः मानवले इलेक्ट्रोनिक्ससँग अन्तरक्रिया गर्ने तरिकामा क्रान्तिकारी परिवर्तन गर्ने सम्भावनालाई अगाडि ल्याएको छ। ग्राफिन-आधारित उपकरणहरू उत्पादन र निर्माण गर्ने सबै अवस्थित विधिहरूको तुलनामा, लेजर-उत्पादन गरिएको ग्राफिनले छाला इलेक्ट्रोनिक्स परिवर्तन सहित विभिन्न अनुप्रयोगहरूमा सरल, ठूलो-उत्पादन योग्य, उच्च-गुणस्तर र सस्तो ग्राफिन ढाँचाहरूलाई सक्षम बनाउँछ।
निकट भविष्यमा, ऊर्जा नियन्त्रण, ऊर्जा सङ्कलन, र ऊर्जा भण्डारण लगायत ऊर्जा क्षेत्रमा प्रगतिको आशा गर्नु उचित छ। साथै निकट अवधिमा भौतिक सेन्सरहरू, ग्यास सेन्सरहरू, र बायोसेन्सरहरू समेत सेन्सरहरूमा प्रगतिहरू छन्। सबैभन्दा ठूलो डायग्नोस्टिक टेलिमेडिसिन एप्लिकेसनहरू सहित पहिरनयोग्य उपकरणहरूबाट क्रान्ति आउने सम्भावना छ। निश्चित हुन, धेरै चुनौतीहरू र अवरोधहरू बाँकी छन्। तर यी अवरोधहरूलाई क्रान्तिकारी सुधारको सट्टा वृद्धिको आवश्यकता छ। जडित यन्त्रहरू र चीजहरूको इन्टरनेट बढ्दै जाँदा, आवश्यक छ। अल्ट्रा-सानो इलेक्ट्रोनिक्स पहिले भन्दा ठूलो छ। ग्राफिन टेक्नोलोजीमा पछिल्लो प्रगतिको साथ, भविष्य धेरै तरिकामा यहाँ छ।