ஜர்னல் ஆஃப் நானோமெடிசின் & பயோதெரபியூடிக் டிஸ்கவரி
திறந்த அணுகல்

சுருக்கம்

நானோ துகள்கள் கற்றை படிவுகளை உள்ளடக்கிய நானோ பொருட்கள் உற்பத்திக்கான பாதை

ரிச்சர்ட் இ பால்மர்

மேம்பட்ட பொருட்கள் அல்லது சாதனங்களின் உற்பத்தியில் நானோ துகள்கள் ஒருங்கிணைக்கப்படும் எதிர்கால தொழிற்சாலையை நாம் கற்பனை செய்தால், கிளஸ்டர் பீம் டெபாசிஷனுக்கு (CBD) முக்கியமான ஆராய்ச்சி சவால்கள் உருவாகின்றன. நானோ துகள்களின் கலவையின் கட்டுப்பாடு, அளவு, அளவு (ஸ்கேல்-அப்), ஆதரவுடனான தொடர்பு, சுற்றுச்சூழலுக்கான பதில் மற்றும் செயல்திறன் சரிபார்ப்பு ஆகியவை இதில் அடங்கும். பரிசு என்பது நீர் சுத்திகரிப்பு மற்றும் தெரனோஸ்டிக்ஸ் முதல் வினையூக்கம் மற்றும் நினைவூட்டிகள் வரையிலான பயன்பாடுகளின் தொகுப்பாகும். கொத்து கற்றை அணுகுமுறை பச்சை; இதில் கரைப்பான்கள் மற்றும் கழிவுகள் இல்லை; துகள்கள் அளவு-தேர்ந்தெடுக்கப்படலாம் மற்றும் உலோகங்களின் சவாலான சேர்க்கைகள் (நானோஅலாய்கள்) உடனடியாக உற்பத்தி செய்யப்படலாம். இந்த நான்கு ஆராய்ச்சிச் சவால்களை இங்கே விவாதிக்கிறோம்: சுற்றுச்சூழல் (வெப்பநிலை), அளவு-அப், உருவாக்கம் பொறியியல் மற்றும் சரிபார்ப்பு :(1) சுற்றுச்சூழல்: பிறழ்வு-சரிசெய்யப்பட்ட ஸ்கேனிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (STEM) உயர்ந்த வெப்பநிலையில் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட கிளஸ்டர்களின் நடத்தையை ஆராயப் பயன்படுகிறது. , கட்டமைப்பு மாற்றங்கள் மற்றும் (கோர் மற்றும் மேற்பரப்பு) உருகுதல் உட்பட. (2) அளவுகோல்: தொழில்துறை வினையூக்கி R&Dக்கு பொதுவாக ஒரு கிராம் வினையூக்கி அல்லது 10 mg க்ளஸ்டர்கள் 1% க்கு ஏற்ற வினையூக்கி ஆதரவில் தேவைப்படுகிறது. மேட்ரிக்ஸ் அசெம்பிளி க்ளஸ்டர் சோர்ஸ் (MACS) என்பது உலோக அணுக்கள் முன் ஏற்றப்பட்ட ஒரு அரிய வாயு மேட்ரிக்ஸின் அயன் கற்றை ஸ்பட்டரிங் அடிப்படையிலானது. கிளஸ்டர் தீவிரத்தில் ஐந்து ஆர்டர்களின் அளவுகோல் இன்றுவரை அடையப்பட்டுள்ளது. (3) ஃபார்முலேஷன் இன்ஜினியரிங்: தேவையான செயல்பாட்டு பயன்பாட்டுடன் பொருந்தக்கூடிய வடிவத்தில் அளவு-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட கிளஸ்டர்களை வழங்குவதற்கான பல வழிகளைப் பற்றி நாங்கள் விவாதிப்போம், எ.கா., வினையூக்கம் மற்றும் தெரனோஸ்டிக்ஸ். நானோ அளவிலான ஃபார்முலேஷன் பொறியியலின் இந்த எடுத்துக்காட்டுகள், உலோகக் கொத்து கற்றைகளை நேரடியாக பொடிகள் மீது வைப்பதை உள்ளடக்கியது. (4) சரிபார்த்தல்: இறுதியாக க்ளஸ்டர் அடிப்படையிலான செயல்பாட்டுப் பொருட்கள் பாரம்பரிய மேம்பட்ட பொருட்களை விட உயர்ந்தவை என்பதைக் காட்ட சரிபார்ப்பு சவாலை விளக்குகிறது. கரிம மூலக்கூறுகளின் ஹைட்ரஜனேற்றம் (வாயு மற்றும் திரவ நிலைகள் இரண்டும்) அல்லது நுண்ணிய இரசாயனத் துறையில் பயன்பாடுகள் மற்றும் நீர் பிளவு ஆகியவற்றில் கவனம் செலுத்துவோம்.

அறிவியலின் எதிர்காலத்தை கணிப்பது கடினம். எடுத்துக்காட்டாக, C ₆₀  மற்றும் அதன் அமைப்பு வாயு கட்ட கார்பன் கிளஸ்டர்களின் வெகுஜன நிறமாலையிலிருந்து அடையாளம் காணப்பட்டபோது, ​​கண்டுபிடிப்பு அறிமுகப்படுத்திய கார்பன் நானோ தொழில்நுட்பத்தின் சகாப்தத்தை சிலர் கணித்திருக்க முடியும். C ₆₀ இன் கரைதிறன் மற்றும் செயல்பாடு , கார்பன் நானோகுழாய்களின் அடையாளம் மற்றும் தொகுப்பு, மற்றும் கிராபெனின் தலைமுறை மற்றும் இயற்பியல் ஆகியவை சர்வதேச R&D (மற்றும் ஓரளவிற்கு தொழில்துறை) நிலப்பரப்பில் முன்னறிவிக்கப்பட்டிருக்க முடியாத தாக்கத்தை ஏற்படுத்தியது. விண்மீன் வாயுவில் வானியல் வேதியியல் ஆர்வமுள்ள மூலக்கூறுகளைத் தேடுவதில் இருந்து தொழில்நுட்பம் வெளிப்பட்டது. இந்த சிறிய ஓவியமானது, மற்றொரு தீவிரமான எதிர்காலத்தை நோக்கிய முன்னேற்றம் குறித்த ஒரு நிலை அறிக்கையை இங்கே முன்வைக்க ஆசிரியர்களுக்கு நம்பிக்கை அளிக்கிறது - நானோ துகள்களின் (பொதுவாக உலோகங்கள்) ஒரு தொழில்துறை அளவில் கரைப்பான்கள் இல்லாமல், அதன் விளைவாக வெளியேறும் கழிவுகள், உப்புகள் இல்லாமல், சில சமயங்களில் நச்சுத்தன்மையும் இல்லாமல். தேவையற்ற நானோ துகள்கள் சுற்றுச்சூழலுக்குள் தப்புவதற்கான வாய்ப்புகள், கட்டுப்பாட்டில் அதிக அளவு துல்லியம் உற்பத்தி செய்யப்படும் நானோ துகள்களின் அளவு, வடிவம் மற்றும் கலவை மற்றும் வினையூக்கிகள் மற்றும் சென்சார்கள் முதல் ஃபோட்டானிக்ஸ், எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் தெரனோஸ்டிக்ஸ் வரையிலான பயன்பாடுகளுடன். உண்மையில், நானோ கார்பன் சகாப்தத்தின் தோற்றம் போன்ற அதே இடத்தில்தான் எங்கள் கதை தொடங்குகிறது - வெற்றிட அறையில் இலவச அணுக் கொத்துகளின் உருவாக்கம் மற்றும் வெகுஜன தேர்வு. இதுவரை பாதையில் உள்ள படிகளில், வெற்றிடத்தில் உள்ள பரப்புகளில் இத்தகைய கொத்துக்களின் படிவுகள், கிளஸ்டர்-மேற்பரப்பு தொடர்புகளின் முக்கிய கூறுகளை தெளிவுபடுத்துதல் மற்றும் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட கொத்துகளின் சாத்தியமான பயன்பாடுகளின் செயல்விளக்கங்கள் ஆகியவை அடங்கும். முக்கிய தற்போதைய சவால்கள், வலிமையான ஆனால் தீர்க்கக்கூடியவை, நானோகிராமில் இருந்து கிராம் அளவு மற்றும் அதற்கு அப்பால் கிளஸ்டர் பீம் படிவு தேவையான அளவு-அப், மற்றும் நானோ கிளஸ்டர்களை சரியான செயல்பாட்டு கட்டமைப்புகளில் செயலாக்குதல் மற்றும் ஒருங்கிணைப்பது, அதாவது பன்முக வினையூக்கத்திற்கான பொடிகள், அதாவது. , ஃபார்முலேஷன் இன்ஜினியரிங் பிரச்சனை. இந்தச் சவால்களை எதிர்கொள்ளும் ஆராய்ச்சியானது, கொத்து உற்பத்தியின் (பாரம்பரிய நானோகிராம் அளவில்), சுய-தேர்வு அளவு, கோளமற்ற வடிவங்களின் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட தலைமுறை மற்றும் கோளமற்ற பைனரி நானோ துகள்கள் ஆகியவற்றின் எடுத்துக்காட்டுகள் மூலம் இந்தக் கணக்கில் விளக்கப்பட்டுள்ளது; மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங், கேஸ் கன்டென்சேஷன் க்ளஸ்டர் சோர்ஸ் மற்றும் குறிப்பாக மேட்ரிக்ஸ் அசெம்பிளி கிளஸ்டர் சோர்ஸ் (MACS) மூலம் க்ளஸ்டர் பீம் உற்பத்தியின் அளவை அதிகரிப்பதன் மூலம்; மற்றும் தொடர்புடைய சூழல்களில் (திரவ மற்றும் நீராவி கட்டங்கள் இரண்டும்) வாயு உணர்திறன் மற்றும் பன்முக வினையூக்கத்தில் (கிராம் அளவில்) டெபாசிட் செய்யப்பட்ட கிளஸ்டர்களின் உறுதிமொழி மூலம். இங்கே விவரிக்கப்பட்டுள்ள புதிய முன்னுதாரணத்தின் உற்பத்திப் பொறியியலின் தாக்கம் சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி தீவிரமானது; பொருளாதார வெற்றிக்கான வாய்ப்புகள் வழக்கம் போல், நிச்சயமற்ற தன்மைகள் நிறைந்தவை. வாசகர்கள் தங்கள் சொந்த தீர்ப்புகளை உருவாக்கட்டும்.