मैंने पहले ही एक पिछला लेख कट्स के विषय पर समर्पित कर दिया है सीएनसी मशीनरी, लेकिन अब हम एक कदम आगे बढ़ते हैं, और मैं कोशिश करूंगा आणविक काटने का मुद्दा, जो एक नए प्रकार का कट है जिसे नई प्रौद्योगिकियों ने अनुमति दी है और जो लगभग पूर्ण परिशुद्धता के साथ बहुत जटिल कट करने की अनुमति देता है।
दरअसल, ऐसा है शुद्धता, जो कुछ सोशल नेटवर्क पर लगभग एक वायरल घटना बन गई है, क्योंकि वीडियो लगभग सम्मोहक हैं जैसा कि आप बाद में देखेंगे...
आणविक कटिंग क्या है?
औद्योगिक क्षेत्र में, नई प्रौद्योगिकियों की तेजी से मांग की जा रही है जो बुनियादी चीजों को अधिक कुशल और ऑप्टिकल तरीके से करने की अनुमति देती हैं, और पदार्थ के हेरफेर में सटीकता और नियंत्रण की इस खोज में, नए और तेजी से आकर्षक स्तर तक पहुंच गए हैं। वह आणविक कटिंग, के रूप में भी जाना जाता है फोकस्ड आयन बीम एब्लेशन या एफआईबी (फोकस्ड आयन बीम), नैनोमेट्रिक पैमाने पर सामग्रियों का पता लगाने और संशोधित करने के लिए एक अनिवार्य उपकरण के रूप में उभरता है।
यह एक ऐसी तकनीक है जो अभूतपूर्व परिशुद्धता के साथ सामग्रियों को तराशने के लिए एक केंद्रित आयन बीम का उपयोग करता है, व्यक्तिगत परमाणुओं या अणुओं के स्तर पर सामग्री को नष्ट करना। यह तकनीक उच्च-ऊर्जा आयनों और लक्ष्य सामग्री के परमाणुओं के बीच परस्पर क्रिया पर आधारित है, जो परमाणुओं के विघटन और उन्मूलन का कारण बनती है, जिससे वांछित आकार के साथ एक गुहा या त्रि-आयामी संरचना का निर्माण होता है।
El आणविक काटने का प्रदर्शन इसे तीन मुख्य चरणों में विभाजित किया जा सकता है:
- आयन पीढ़ी: एक आयन किरण परमाणुओं या अणुओं के आयनीकरण से उत्पन्न होती है, आमतौर पर आयन स्रोत जैसे स्पटरिंग आयन गन या प्लाज्मा स्रोत का उपयोग करके।
- फोकस और त्वरण: उत्पन्न आयनों को एक ऑप्टिकल या इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रणाली का उपयोग करके, आमतौर पर keV और MeV के बीच ऊर्जा सीमा में, उच्च ऊर्जा पर केंद्रित और त्वरित किया जाता है। आयनों की गतिज ऊर्जा लक्ष्य सामग्री में प्रवेश की गहराई निर्धारित करती है, सबसे शक्तिशाली आयन सबसे कठोर धातुओं में भी कई सेंटीमीटर तक प्रवेश करने में सक्षम होते हैं।
- सामग्री के साथ सहभागिता: केंद्रित आयन किरण लक्ष्य सामग्री पर प्रभाव डालती है, उसके परमाणुओं के साथ परस्पर क्रिया करती है। यह अंतःक्रिया परमाणुओं के विघटन और उन्मूलन का कारण बन सकती है, जिससे वांछित आकार के साथ एक गुहा या त्रि-आयामी संरचना का निर्माण हो सकता है।
वास्तव में तकनीक नई नहीं है, पहले से ही उत्कीर्णन के लिए या सामग्री के जमाव के लिए अर्धचालक जैसे क्षेत्रों में उपयोग किया जाता था, हालांकि, इस उपकरण की पूर्णता ने इसे अन्य औद्योगिक क्षेत्रों में भी छलांग लगाना संभव बना दिया है, जैसे कि जटिल धातु भागों का निर्माण करते हैं, दूसरों के बीच में।
आणविक कटिंग निरंतर विकास में एक तकनीक है, जिसमें विभिन्न वैज्ञानिक और तकनीकी क्षेत्रों में क्रांति लाने की काफी क्षमता है। आयन उत्पादन, फ़ोकसिंग और बीम नियंत्रण में प्रगति से उच्च स्तर की सटीकता और रिज़ॉल्यूशन सक्षम हो जाएगा। इसके अलावा, अन्य के साथ आणविक काटने की तकनीकों का एकीकरण माइक्रोफैब्रिकेशन उपकरण अभूतपूर्व गुणों और कार्यक्षमताओं वाले नैनोमेट्रिक उपकरणों और संरचनाओं के निर्माण के लिए नई संभावनाएं खुलेंगी। इस प्रकार के उपकरण तेजी से और सस्ते होते जा रहे हैं, हालांकि अधिकांश लोगों के लिए अभी भी उनकी कीमतें बहुत अधिक हैं, लेकिन कौन जानता है कि एक दिन वे घर पर उपयोग करने के लिए पर्याप्त सस्ते होंगे, या शायद एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग में सुधार के लिए भविष्य के 3 डी प्रिंटर में एकीकृत हो जाएंगे...
आणविक काटने के लाभ
आणविक कटिंग की एक श्रृंखला प्रदान करता है अन्य काटने की तकनीकों की तुलना में लाभ, जैसे मशीनिंग, लिथोग्राफी, आदि, जैसे:
- अत्यधिक सटीकता: आपको कुछ नैनोमीटर तक के रिज़ॉल्यूशन के साथ, नैनोमीटर स्केल पर काम करने की अनुमति देता है।
- लचीलापन- इसका उपयोग धातु, अर्धचालक, पॉलिमर और यहां तक कि जैविक सामग्री सहित विभिन्न प्रकार की सामग्रियों को तराशने के साथ-साथ पूर्ण कटिंग के लिए भी किया जा सकता है।
- सटीक नियंत्रण: आपको अत्यधिक सटीकता और विस्तार के साथ जटिल त्रि-आयामी संरचनाएं बनाने की अनुमति देता है, जिससे आप उन्नत भागों का उत्पादन कर सकते हैं।
- कोई संपर्क नहीं: सामग्री के साथ भौतिक संपर्क की आवश्यकता नहीं होती है, जो क्षति और संदूषण को कम करता है, क्योंकि अन्य प्रकार के कट लग सकते हैं यदि हम उन्हें माइक्रोस्कोप से देखते हैं, जैसे कि आरी, प्लाज़्मा आदि का उपयोग करके कट, ये सभी अपने पीछे बहुत अधिक स्पष्ट छोड़ते हैं निशान, अधिक मात्रा में सामग्री को नष्ट करने के अलावा, जिसका अर्थ है कि वे सटीक रूप से फिट नहीं होते हैं।
आणविक काटने के अनुप्रयोग
आणविक कट पाता है क्षेत्रों की एक विस्तृत श्रृंखला में अनुप्रयोग, सहित:
- नैनो- लघु इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, सेंसर, एक्चुएटर्स और अन्य नैनोस्केल संरचनाएं, जैसे एमईएमएस या एनईएमएस डिवाइस बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।
- पदार्थ विज्ञान: आपको नैनोमेट्रिक स्तर पर सामग्रियों की संरचना और गुणों का अध्ययन करने की अनुमति देता है।
- जीवविज्ञान और चिकित्सा: कोशिकाओं, ऊतकों और अन्य जैविक सामग्रियों में हेरफेर करने, या कम क्षति के साथ बहुत सटीक हस्तक्षेप करने के लिए उपयोग किया जाता है।
- डिवाइस की मरम्मत: आपको इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और अन्य छोटे घटकों में दोषों को ठीक करने की अनुमति देता है।
- कला: इन कटों की पूर्णता को देखते हुए, कला के सच्चे कार्य बनाए जा सकते हैं, पहेलियाँ जो पूरी तरह से एक साथ फिट होती हैं, बिना किसी टुकड़े में कटौती के दिखाई देती हैं, जैसा कि आपने पहले वीडियो में देखा था।
वैकल्पिक
आणविक कट है अन्य विकल्प उद्योग में, बहुत सस्ता, लेकिन बहुत कम परिशुद्धता के साथ। उदाहरण के लिए, हमें निम्नलिखित पर प्रकाश डालना होगा:
- LITOGRAFIA: लिथोग्राफी एक ऐसी तकनीक है जिसका व्यापक रूप से एकीकृत सर्किट और अन्य माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ-साथ एमईएमएस के निर्माण में उपयोग किया जाता है। इसे संभव बनाने के लिए, एक मशीन का उपयोग एक पैटर्न के साथ किया जाता है जो प्रकाश को पारित करेगा (ईबीएल या इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफी जैसे फोटोलिथोग्राफी के विकल्प भी हैं), एक प्रकाश संवेदनशील सामग्री के गुणों को बदलने के लिए, और फिर उस पर रसायन के माध्यम से हमला करेगा एसिड स्नान में प्रक्रियाएँ, और इस प्रकार आपके इच्छित भागों को तराशते हैं, यहाँ तक कि कट तक भी। यह उच्च रिज़ॉल्यूशन की अनुमति देता है, लेकिन उच्च रिज़ॉल्यूशन पर उत्पादन करने के लिए आवश्यक मशीनरी के कारण यह बहुत जटिल और महंगा भी है।
- विद्युत निर्वहन मशीनिंग (ईडीएम): एक मशीनिंग तकनीक है जो सामग्री को नष्ट करने के लिए विद्युत निर्वहन का उपयोग करती है। यह इस सिद्धांत पर आधारित है कि विद्युत ऊर्जा एक छोटी सी जगह में केंद्रित होती है, जिससे एक प्लाज्मा चैनल बनता है जो सामग्री को पिघलाता और वाष्पीकृत करता है। लाभ यह है कि इन्हें विभिन्न प्रकार की सामग्रियों पर लागू किया जा सकता है, जिससे जटिल त्रि-आयामी आकृतियाँ बनाई जा सकती हैं, और इसके लिए FIB जैसे संपर्क की आवश्यकता नहीं होती है, हालाँकि, इसमें आणविक काटने जितनी उच्च परिशुद्धता नहीं होती है, इसकी गति होती है काफी धीमी गति से, और यह बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न करता है जो संवेदनशील सामग्रियों को नुकसान पहुंचा सकता है।
- लेजर द्वारा काटना: यह एक ऐसी तकनीक है जो उच्च परिशुद्धता के साथ काटने की भी अनुमति देती है, हालांकि आणविक कटौती जितनी नहीं। यह तीव्र प्रोटोटाइपिंग और जटिल ज्यामिति भी प्रदान करता है, लेकिन जिन सामग्रियों को काटा जा सकता है और गहराई की सीमाएँ हो सकती हैं।