ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಹೊಸ ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ ವಸ್ತುಗಳು "ಸ್ವಯಂ-ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು" ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆಯೇ?

ಇತ್ತೀಚಿನ ವರದಿಯ ಪ್ರಕಾರ, ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಸಂಯೋಜಿತ ವಸ್ತುಗಳು ತಮ್ಮದೇ ಆದ ರಚನಾತ್ಮಕ ಆರೋಗ್ಯ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಬಹುದು.

ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಹಗುರ ಮತ್ತು ಗಟ್ಟಿಮುಟ್ಟಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಆಟೋಮೊಬೈಲ್‌ಗಳು, ವಿಮಾನಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಸಾರಿಗೆ ವಿಧಾನಗಳಿಗೆ ಪ್ರಮುಖವಾದ ರಚನಾತ್ಮಕ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿವೆ. ಅವು ಬಲವರ್ಧಿತ ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಹುದುಗಿಸಲಾದ ಎಪಾಕ್ಸಿ ರೆಸಿನ್‌ಗಳಂತಹ ಪಾಲಿಮರ್ ತಲಾಧಾರಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ, ಫೈಬರ್‌ಗಳು ಅತಿಯಾದ ಒತ್ತಡ ಅಥವಾ ಆಯಾಸದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ತಲಾಧಾರದಿಂದ ಬೀಳುತ್ತವೆ. ಇದರರ್ಥ ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ ಸಂಯುಕ್ತ ರಚನೆಗೆ ಹಾನಿಯು ಇನ್ನೂ ಮೇಲ್ಮೈ ಕೆಳಗೆ ಮರೆಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿರಬಹುದು ಮತ್ತು ಬರಿಗಣ್ಣಿನಿಂದ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ, ಇದು ದುರಂತ ವೈಫಲ್ಯಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.

"ಸಂಯುಕ್ತ ವಸ್ತುಗಳ ಒಳಭಾಗವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ, ನೀವು ಅವುಗಳ ಆರೋಗ್ಯವನ್ನು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ನಿರ್ಣಯಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ದುರಸ್ತಿ ಮಾಡಬೇಕಾದ ಯಾವುದೇ ಹಾನಿ ಇದೆಯೇ ಎಂದು ತಿಳಿಯಬಹುದು" ಎಂದು ರಿಡ್ಜ್ ಕ್ರಿಸ್ ಬೌಲ್ಯಾಂಡ್, ಸಂಶೋಧಕರು

US ಇಂಧನ ಇಲಾಖೆಯಲ್ಲಿ (ಓಕ್ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ) ಓಕ್ ರಿಡ್ಜ್ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ, ವಿಗ್ನರ್. "ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ಬೌಲ್ಯಾಂಡ್ ಮತ್ತು ORNL ನಲ್ಲಿರುವ ಕಾರ್ಬನ್ ಮತ್ತು ಸಂಯೋಜಿತ ತಂಡದ ಮುಖ್ಯಸ್ಥ ಅಮಿತ್ ನಾಸ್ಕರ್, ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಸ್ ಮೇಲೆ ವಾಹಕ ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್‌ಗಳನ್ನು ಸುತ್ತಲು ರೋಲಿಂಗ್ ಸ್ಟ್ರೈಪ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ನ್ಯಾನೊಮೆಟೀರಿಯಲ್‌ಗಳನ್ನು ಇತರ ಫೈಬರ್-ಬಲವರ್ಧಿತ ಸಂಯೋಜಿತ ವಸ್ತುಗಳಿಗಿಂತ ಬಲವಾದ ಸಂಯೋಜಿತ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಹುದುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಸ್ವಂತ ರಚನೆಗಳ ಆರೋಗ್ಯವನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುವ ಹೊಸ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಪಾಲಿಮರ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಾಕಷ್ಟು ಲೇಪಿತ ಫೈಬರ್‌ಗಳನ್ನು ಹುದುಗಿಸಿದಾಗ, ಫೈಬರ್‌ಗಳು ಪವರ್ ಗ್ರಿಡ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಬೃಹತ್ ಸಂಯೋಜಿತ ವಸ್ತುಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ನಡೆಸುತ್ತವೆ. ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಸ್ ಬಾಹ್ಯ ಶಕ್ತಿಗಳ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಈ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ನಾಶಪಡಿಸಬಹುದು, ಸಂಯೋಜಿತ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಬಹುದು. ಸಂಯೋಜಿತ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಿದರೆ, ಲೇಪಿತ ಫೈಬರ್‌ಗಳ ಸಂಪರ್ಕವು ನಾಶವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿನ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಚಂಡಮಾರುತದ ಪ್ರಕ್ಷುಬ್ಧತೆಯು ಸಂಯೋಜಿತ ರೆಕ್ಕೆಯನ್ನು ಬಾಗಿಸಲು ಕಾರಣವಾದರೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತವು ರೆಕ್ಕೆ ತುಂಬಾ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲು ವಿಮಾನದ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗೆ ಎಚ್ಚರಿಕೆ ನೀಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸಬಹುದು. ORNL ನ ರೋಲಿಂಗ್ ಸ್ಟ್ರಿಪ್ ಪ್ರದರ್ಶನವು ತಾತ್ವಿಕವಾಗಿ ಈ ವಿಧಾನವು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಸಂಯೋಜಿತ ಲೇಪಿತ ಫೈಬರ್‌ಗಳನ್ನು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ವಯಂ-ಸಂವೇದನಾಶೀಲ ಸಂಯೋಜಿತ ವಸ್ತುಗಳು, ಬಹುಶಃ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಪಾಲಿಮರ್ ತಲಾಧಾರಗಳು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ಇಂಗಾಲದಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ಫೈಬರ್‌ಗಳು, 3D ಮುದ್ರಿತ ಕಾರುಗಳು ಮತ್ತು ಕಟ್ಟಡಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ಸರ್ವತ್ರ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಲ್ಲಿ ತಮ್ಮ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಫೈಬರ್‌ಗಳನ್ನು ಹುದುಗಿಸಲು, ಸಂಶೋಧಕರು ರೋಲರ್‌ಗಳ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ ಸ್ಪೂಲ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿದರು ಮತ್ತು ರೋಲರ್‌ಗಳು ಫೈಬರ್‌ಗಳನ್ನು ಎಪಾಕ್ಸಿ ರೆಸಿನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ನೆನೆಸಿದವು, ಇದು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಇದರ ಅಗಲವು ವೈರಸ್‌ನ ಅಗಲದಷ್ಟು (45-65 nm).

ನಂತರ ಫೈಬರ್‌ಗಳನ್ನು ಒಲೆಯಲ್ಲಿ ಒಣಗಿಸಿ ಲೇಪನವನ್ನು ಭದ್ರಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪಾಲಿಮರ್ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಅಂಟಿಸಲಾದ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಹುದುಗಿರುವ ಫೈಬರ್‌ಗಳ ಬಲವನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು, ಸಂಶೋಧಕರು ಫೈಬರ್-ಬಲವರ್ಧಿತ ಸಂಯೋಜಿತ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದರು, ಇವುಗಳನ್ನು ಒಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಬೌಲ್ಯಾಂಡ್ ಒತ್ತಡ ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ನಡೆಸಿತು, ಇದರಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಂಟಿಲಿವರ್‌ನ ತುದಿಗಳನ್ನು ಸರಿಪಡಿಸಲಾಯಿತು, ಆದರೆ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡುವ ಯಂತ್ರವು ಕಿರಣವು ವಿಫಲಗೊಳ್ಳುವವರೆಗೆ ಕಿರಣದ ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿತು. ಸಂಯೋಜಿತ ವಸ್ತುವಿನ ಸಂವೇದನಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು, ಅವರು ಕ್ಯಾಂಟಿಲಿವರ್ ಕಿರಣದ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿದರು. "ಡೈನಾಮಿಕ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ವಿಶ್ಲೇಷಕ" ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಯಂತ್ರದಲ್ಲಿ, ಅವರು ಕ್ಯಾಂಟಿಲಿವರ್ ಅನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾಗಿಡಲು ಒಂದು ತುದಿಯನ್ನು ಕ್ಲಿಪ್ ಮಾಡಿದರು. ಬೌಲ್ಯಾಂಡ್ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುವಾಗ ಅಮಾನತು ಕಿರಣವನ್ನು ಬಗ್ಗಿಸಲು ಯಂತ್ರವು ಇನ್ನೊಂದು ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಬಲವನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ. ಪೋಸ್ಟ್‌ಡಾಕ್ಟರಲ್ ಸಂಶೋಧಕ ಎನ್‌ಗೋಕ್ ನ್ಗುಯೆನ್, ಸಂಯೋಜನೆಗಳಲ್ಲಿನ ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಂಧಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಗಮನಿಸಿದ ವರ್ಧಿತ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಬಲದ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಫೋರಿಯರ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮ್ ಇನ್ಫ್ರಾರೆಡ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೀಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ನಡೆಸಿದರು. ಸಂಶೋಧಕರು ವಿವಿಧ ಪ್ರಮಾಣದ ನ್ಯಾನೊಕಣಗಳಿಂದ (ಕಂಪನ ಡ್ಯಾಂಪಿಂಗ್ ನಡವಳಿಕೆಯಿಂದ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ) ಮಾಡಲಾದ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ವಿಸರ್ಜನಾ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸಹ ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದರು, ಇದು ಆಘಾತಗಳು, ಕಂಪನಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡ ಮೂಲಗಳಿಗೆ ರಚನಾತ್ಮಕ ವಸ್ತುಗಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ, ನ್ಯಾನೊಕಣಗಳು ಶಕ್ತಿಯ ವಿಸರ್ಜನೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು (65% ರಿಂದ 257% ವರೆಗೆ ವಿವಿಧ ಹಂತಗಳಿಗೆ). ಬೌಲ್ಯಾಂಡ್ ಮತ್ತು ನಾಸ್ಕರ್ ಸ್ವಯಂ-ಸಂವೇದನಾಶೀಲ ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ತಯಾರಿಕೆಗಾಗಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪೇಟೆಂಟ್‌ಗಾಗಿ ಅರ್ಜಿ ಸಲ್ಲಿಸಿದ್ದಾರೆ.

"ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತಿರುವ ಹೊಸ ನ್ಯಾನೊಮೆಟೀರಿಯಲ್‌ಗಳ ಲಾಭ ಪಡೆಯಲು ಇಂಪ್ರೆಗ್ನೇಟೆಡ್ ಲೇಪನಗಳು ಹೊಸ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ" ಎಂದು ಬೌಲ್ಯಾಂಡ್ ಹೇಳಿದರು. ಅಮೇರಿಕನ್ ಕೆಮಿಕಲ್ ಸೊಸೈಟಿಯ ACS ಅಪ್ಲೈಡ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಮತ್ತು ಇಂಟರ್‌ಫೇಸಸ್ (ಅನ್ವಯಿಕ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಮತ್ತು ಇಂಟರ್‌ಫೇಸಸ್) ಜರ್ನಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾದ ORNL ಪ್ರಯೋಗಾಲಯವು ನಿರ್ದೇಶಿಸಿದ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಯೋಜನೆಗಳಿಂದ ಈ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸಲಾಗಿದೆ.