2023 लेखक: Bryan Walter | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-05-21 22:25
इस विधि द्वारा बनाए गए तरल माइक्रोचैनल वाले कांच के हिस्से नीचे दिखाए गए हैं।
वैज्ञानिकों ने क्वार्ट्ज ग्लास के जटिल पुर्जे बनाने का एक आसान तरीका ईजाद किया है। ऐसा करने के लिए, उन्होंने निम्न-तापमान इंजेक्शन मोल्डिंग का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा, जहां शुद्ध सिलिकॉन डाइऑक्साइड का उपयोग कच्चे माल के रूप में नहीं किया जाता है, बल्कि एक बांधने की मशीन के साथ इसका नैनोकम्पोजिट होता है। संभावित रूप से, इससे कांच के पुर्जों का बड़े पैमाने पर निर्माण करना संभव हो जाएगा, जैसे प्लास्टिक वाले। यह लेख साइंस जर्नल में प्रकाशित हुआ था।
शुद्ध सिलिकॉन डाइऑक्साइड ग्लास, या क्वार्ट्ज ग्लास में कई लाभकारी गुण होते हैं। इसके कम अपवर्तनांक और व्यापक रेंज में पारदर्शिता के कारण इससे ऑप्टिकल घटक बनाए जा सकते हैं। इसके अलावा, क्वार्ट्ज ग्लास बहुत टिकाऊ, गर्मी प्रतिरोधी है और व्यावहारिक रूप से तापमान परिवर्तन के कारण आकार नहीं बदलता है, ताकि इसका उपयोग प्रयोगशाला उपकरण, गैस-डिस्चार्ज लैंप के आवरण, वास्तुशिल्प विवरण या अंतरिक्ष यान की खिड़कियां बनाने के लिए किया जा सके।
साथ ही, इन गुणों के कारण, क्वार्ट्ज ग्लास का निर्माण और प्रक्रिया करना मुश्किल है, और सबसे बुरी बात यह है कि अब तक, इंजेक्शन मोल्डिंग का उपयोग करके इसके कुछ हिस्सों को प्राप्त नहीं किया जा सका है। इंजेक्शन मोल्डिंग में, पिघला हुआ या नरम सामग्री को मोल्ड में पंप किया जाता है, जिसके बाद भाग को केवल थोड़ा संशोधित करने की आवश्यकता होती है। प्लास्टिक या धातु से जटिल भागों को बनाने के लिए यह सबसे सुविधाजनक तरीकों में से एक है, लेकिन क्वार्ट्ज ग्लास को लगभग दो हजार डिग्री के तापमान पर डालना चाहिए, जो लोहे के पिघलने बिंदु से काफी अधिक है। चूंकि इस तापमान पर इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन बहुत महंगी और जटिल होगी, इसलिए बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उनका उपयोग करना मुश्किल है, और इसलिए वे कांच के हिस्सों को प्लास्टिक वाले से बदलना पसंद करते हैं, हालांकि वे बदतर हैं।
फ्रीबर्ग विश्वविद्यालय के मार्कस मैडर और उनके सहयोगियों ने कम तापमान पर दबाव में क्वार्ट्ज ग्लास की ढलाई के लिए एक विधि का आविष्कार किया। उनकी विधि के लिए कच्चा माल ५० से १०० नैनोमीटर के कण व्यास के साथ सिलिकॉन डाइऑक्साइड नैनोपाउडर है। शुरू करने के लिए, इसे एक बाध्यकारी प्लास्टिक एजेंट के साथ मिलाया जाता है, पॉलीविनाइल ब्यूटिरल, एथिलीन ग्लाइकॉल जोड़ा जाता है और अच्छी तरह मिलाया जाता है। फिर मिश्रण सूख जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक लचीला द्रव्यमान होता है जो यांत्रिक गुणों में नरम प्लास्टिक जैसा दिखता है। इससे दाने बनते हैं, जिन्हें 170 डिग्री के तापमान और 1000 बार के दबाव के साथ सामग्री को बाहर निकालने के लिए डिज़ाइन किए गए एक्सट्रूडर में डाला जाता है।
सामग्री को एक सांचे में निचोड़ा जाता है और ठंडा किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक हिस्सा खाली हो जाता है। अधिकांश बाइंडर से छुटकारा पाने के लिए इस पहिले को पानी में भिगोया जाता है।
एक सेंटीमीटर-मोटी वर्कपीस से 80 प्रतिशत सामग्री को निकालने में 12 घंटे लगे, लेकिन हिस्सा जितना पतला होगा, उतना ही कम समय लगेगा। अंतिम चरण में, वर्कपीस को ओवन में स्थानांतरित कर दिया जाता है ताकि नैनोपाउडर को मोनोलिथिक ग्लास में पाप किया जा सके। सामग्री को 24 घंटे के लिए 1300 डिग्री के तापमान पर वैक्यूम में पाप किया जाना चाहिए, जिसके परिणामस्वरूप उच्च गुणवत्ता वाले क्वार्ट्ज ग्लास में 90 प्रतिशत से अधिक की पारदर्शिता होती है, अतिरिक्त प्रसंस्करण के बिना चिकनी होती है।
18 मिनट में तैयार किए गए 200 कच्चे कांच के पुर्जे। दाईं ओर के पारदर्शी लोगों को पाप किया गया है।
संभावनाओं को प्रदर्शित करने के लिए, वैज्ञानिकों ने पूरी तरह से स्वचालित मोड में 18 मिनट में कांच के 200 छोटे हिस्से बनाए, साथ ही कई जटिल कांच के हिस्से, उदाहरण के लिए, तरल के लिए माइक्रोचैनल सहित। इसके अलावा, विधि साधारण कांच के साथ काम करने के लिए भी उपयुक्त है। वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि यह विधि कांच के हिस्सों को प्लास्टिक की तरह सर्वव्यापी बना देगी।
इससे पहले, स्विस वैज्ञानिकों ने 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग करके विभिन्न रचनाओं के चश्मे से जटिल वस्तुओं को बनाना सीखा, लेकिन उनकी विधि के लिए फोटोक्योरिंग की आवश्यकता होती है, और भाग इतने पारदर्शी नहीं होते हैं। आप हमारे लेख "मैंने कांच तोड़ा" में पढ़ सकते हैं कि विमान के लिए कांच कैसे बनाया जाता है और पक्षी प्रतिरोध के लिए परीक्षण किया जाता है।
