મેં પહેલાથી જ કટના વિષય પર અગાઉનો લેખ સમર્પિત કર્યો છે CNC મશીનરી, પરંતુ હવે અમે એક પગલું આગળ વધીએ છીએ, અને હું પ્રયત્ન કરીશ મોલેક્યુલર કટીંગનો મુદ્દો, જે એક નવા પ્રકારનો કટ છે જેને નવી ટેક્નોલોજીએ મંજૂરી આપી છે અને તે લગભગ સંપૂર્ણ ચોકસાઇ સાથે ખૂબ જ જટિલ કાપ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે.
હકીકતમાં, એવું છે ચોકસાઇ, જે લગભગ કેટલાક સોશિયલ નેટવર્ક્સ પર વાયરલ ઘટના બની ગઈ છે, કારણ કે વિડિઓઝ લગભગ હિપ્નોટિક છે કારણ કે તમે પછી જોશો...
મોલેક્યુલર કટીંગ શું છે?
ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રમાં, નવી તકનીકોની વધુને વધુ શોધ કરવામાં આવી રહી છે જે મૂળભૂત વસ્તુઓને વધુ કાર્યક્ષમ અને ઓપ્ટિકલ રીતે કરવાની મંજૂરી આપે છે, અને દ્રવ્યની હેરફેરમાં ચોકસાઇ અને નિયંત્રણની આ શોધમાં, નવા અને વધુને વધુ આકર્ષક સ્તરે પહોંચી ગયા છે. તેમણે મોલેક્યુલર કટીંગ તરીકે પણ ઓળખાય છે કેન્દ્રિત આયન બીમ એબ્લેશન અથવા FIB (ફોકસ્ડ આયન બીમ), નેનોમેટ્રિક સ્કેલ પર સામગ્રીને અન્વેષણ અને સંશોધિત કરવા માટે એક અનિવાર્ય સાધન તરીકે ઉભરી આવે છે.
તે એક તકનીક છે જે અભૂતપૂર્વ ચોકસાઇ સાથે સામગ્રીને શિલ્પ કરવા માટે કેન્દ્રિત આયન બીમનો ઉપયોગ કરે છે, વ્યક્તિગત અણુઓ અથવા અણુઓના સ્તરે સામગ્રીને દૂર કરવી. આ તકનીક ઉચ્ચ-ઊર્જા આયનો અને લક્ષ્ય સામગ્રીના અણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર આધારિત છે, જે અણુઓના વિઘટન અને નાબૂદનું કારણ બને છે, જે ઇચ્છિત આકાર સાથે પોલાણ અથવા ત્રિ-પરિમાણીય માળખુંની રચના તરફ દોરી જાય છે.
El મોલેક્યુલર કટીંગ કામગીરી તેને ત્રણ મુખ્ય તબક્કામાં વિભાજિત કરી શકાય છે:
- આયન પેઢી: આયન બીમ અણુઓ અથવા પરમાણુઓના આયનીકરણ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે, સામાન્ય રીતે આયન સ્ત્રોત જેમ કે સ્પુટરિંગ આયન ગન અથવા પ્લાઝ્મા સ્ત્રોતનો ઉપયોગ કરીને.
- ફોકસ અને પ્રવેગક: ઓપ્ટિકલ અથવા ઇલેકટ્રોસ્ટેટિક સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને જનરેટ કરેલ આયનો ખાસ કરીને keV અને MeV વચ્ચેની ઉર્જા શ્રેણીમાં કેન્દ્રિત અને ઉચ્ચ ઊર્જા તરફ પ્રવેગિત થાય છે. આયનોની ગતિ ઊર્જા લક્ષ્ય સામગ્રીમાં ઘૂંસપેંઠની ઊંડાઈને નિર્ધારિત કરે છે, જેમાં સૌથી શક્તિશાળી ધાતુઓમાં પણ કેટલાક સેન્ટિમીટર સુધી પ્રવેશ કરવામાં સક્ષમ છે.
- સામગ્રી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા: કેન્દ્રિત આયન બીમ તેના અણુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને લક્ષ્ય સામગ્રીને અસર કરે છે. આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અણુઓના વિઘટન અને નાબૂદીનું કારણ બની શકે છે, જે ઇચ્છિત આકાર સાથે પોલાણ અથવા ત્રિ-પરિમાણીય બંધારણની રચના તરફ દોરી જાય છે.
ખરેખર તકનીક નવી નથી, કોતરણી માટે અથવા સામગ્રીના નિકાલ માટે સેમિકન્ડક્ટર જેવા ક્ષેત્રોમાં પહેલેથી જ ઉપયોગમાં લેવાતું હતું, જો કે, આ સાધનની સંપૂર્ણતાએ તેને અન્ય ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં પણ કૂદવાનું શક્ય બનાવ્યું છે, જેમ કે જટિલ ધાતુના ભાગોનું ઉત્પાદન કરતા, બીજાઓ વચ્ચે.
મોલેક્યુલર કટીંગ એ સતત ઉત્ક્રાંતિની એક તકનીક છે, જેમાં વિવિધ વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી ક્ષેત્રોમાં ક્રાંતિ લાવવાની મોટી સંભાવના છે. આયન જનરેશન, ફોકસિંગ અને બીમ કંટ્રોલમાં એડવાન્સિસ પણ ઉચ્ચ સ્તરની ચોકસાઇ અને રિઝોલ્યુશનને સક્ષમ કરશે. વધુમાં, અન્ય સાથે મોલેક્યુલર કટીંગ તકનીકોનું એકીકરણ માઇક્રોફેબ્રિકેશન સાધનો અભૂતપૂર્વ ગુણધર્મો અને કાર્યક્ષમતા સાથે નેનોમેટ્રિક ઉપકરણો અને માળખાના નિર્માણ માટે નવી શક્યતાઓ ખોલશે. આ પ્રકારનાં ઉપકરણો વધુ ઝડપી અને સસ્તા બની રહ્યાં છે, જો કે તેમાં હજુ પણ મોટા ભાગના માણસો માટે પ્રતિબંધિત ભાવો છે, પરંતુ કોણ જાણે છે કે એક દિવસ તેઓ ઘરે વાપરવા માટે પૂરતા સસ્તા હશે, અથવા કદાચ એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગને સુધારવા માટે ભવિષ્યના 3D પ્રિન્ટરોમાં સંકલિત થઈ જશે...
મોલેક્યુલર કટીંગના ફાયદા
મોલેક્યુલર કટીંગ શ્રેણીબદ્ધ તક આપે છે અન્ય કટીંગ તકનીકો પર ફાયદા, જેમ કે મશીનિંગ, લિથોગ્રાફી, વગેરે, જેમ કે:
- અત્યંત ચોકસાઇ: તમને થોડા નેનોમીટર સુધીના રિઝોલ્યુશન સાથે નેનોમીટર સ્કેલ પર કામ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
- સુગમતા- ધાતુઓ, સેમિકન્ડક્ટર્સ, પોલિમર અને જૈવિક સામગ્રીઓ તેમજ સંપૂર્ણ કટીંગ સહિત વિવિધ પ્રકારની સામગ્રીને શિલ્પ બનાવવા માટે વાપરી શકાય છે.
- ચોક્કસ નિયંત્રણ: તમને અદ્યતન ભાગોનું ઉત્પાદન કરવાની મંજૂરી આપીને, મહાન ચોકસાઇ અને વિગત સાથે જટિલ ત્રિ-પરિમાણીય માળખાં બનાવવાની મંજૂરી આપે છે.
- કોઈ સંપર્ક નથી: સામગ્રી સાથે શારીરિક સંપર્કની જરૂર નથી, જે નુકસાન અને દૂષણને ઘટાડે છે, કારણ કે જો આપણે તેને માઇક્રોસ્કોપ વડે જોઈએ તો અન્ય પ્રકારના કટ થઈ શકે છે, જેમ કે કરવત, પ્લાઝ્મા વગેરેનો ઉપયોગ કરીને કાપો, તે બધા વધુ સ્પષ્ટપણે પાછળ રહી જાય છે. ગુણ, સામગ્રીની મોટી માત્રાને દૂર કરવા ઉપરાંત, જેનો અર્થ છે કે તે ચોક્કસપણે ફિટ થતા નથી.
મોલેક્યુલર કટીંગની એપ્લિકેશનો
મોલેક્યુલર કટ શોધે છે ક્ષેત્રોની વિશાળ શ્રેણીમાં એપ્લિકેશનો, સહિત:
- નેનોફેબ્રિકેશન- લઘુચિત્ર ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો, સેન્સર્સ, એક્ટ્યુએટર્સ અને અન્ય નેનોસ્કેલ સ્ટ્રક્ચર્સ, જેમ કે MEMS અથવા NEMS ઉપકરણો બનાવવા માટે વપરાય છે.
- સામગ્રી વિજ્ઞાન: તમને નેનોમેટ્રિક સ્તરે સામગ્રીની રચના અને ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
- જીવવિજ્ઞાન અને દવા: કોશિકાઓ, પેશીઓ અને અન્ય જૈવિક સામગ્રીને ચાલાકી કરવા અથવા ઓછા નુકસાન સાથે ખૂબ જ ચોક્કસ હસ્તક્ષેપ કરવા માટે વપરાય છે.
- ઉપકરણ સમારકામ: તમને ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો અને અન્ય લઘુચિત્ર ઘટકોમાં ખામી સુધારવા માટે પરવાનગી આપે છે.
- આર્ટે: આ કટની સંપૂર્ણતાને જોતાં, કલાની સાચી કૃતિઓ બનાવી શકાય છે, કોયડાઓ જે સંપૂર્ણ રીતે એકસાથે બંધબેસતા હોય છે, દૃષ્ટિની રીતે ટુકડામાં કટ હોય તેવું દેખાતું નથી, જેમ કે તમે પ્રથમ વિડિયોમાં જોયેલા ઉદાહરણોની જેમ.
વિકલ્પો
મોલેક્યુલર કટ ધરાવે છે અન્ય વિકલ્પો ઉદ્યોગમાં, ઘણું સસ્તું, પણ ઘણી ઓછી ચોકસાઇ સાથે. ઉદાહરણ તરીકે, આપણે હાઇલાઇટ કરવું પડશે:
- લિથોગ્રાફી: લિથોગ્રાફી એ એક ટેકનિક છે જેનો વ્યાપકપણે ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ અને અન્ય માઈક્રોઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો તેમજ MEMS ના ઉત્પાદનમાં ઉપયોગ થાય છે. આને શક્ય બનાવવા માટે, પ્રકાશસંવેદનશીલ સામગ્રીના ગુણધર્મોને બદલવા માટે, અને પછી તેના પર હુમલો કરવા માટે, એક પેટર્ન સાથે એક મશીનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે જે પ્રકાશ પસાર કરશે (ફોટોલિથોગ્રાફીના વિકલ્પો પણ છે જેમ કે EBL અથવા ઇલેક્ટ્રોન બીમ લિથોગ્રાફી). એસિડ બાથમાં પ્રક્રિયા કરે છે, અને આ રીતે તમને જોઈતા ભાગોને કોતરવામાં આવે છે, કટ સુધી પણ. આ ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન માટે પરવાનગી આપે છે, પરંતુ જો તે ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન પર ઉત્પાદન કરવાની હોય તો જરૂરી મશીનરીને કારણે તે ખૂબ જટિલ અને ખર્ચાળ પણ છે.
- ઇલેક્ટ્રિકલ ડિસ્ચાર્જ મશીનિંગ (EDM): એક મશીનિંગ તકનીક છે જે સામગ્રીને ધોવાણ કરવા માટે વિદ્યુત સ્રાવનો ઉપયોગ કરે છે. તે સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે વિદ્યુત ઊર્જા નાની જગ્યામાં કેન્દ્રિત છે, એક પ્લાઝ્મા ચેનલ બનાવે છે જે સામગ્રીને ઓગળે છે અને બાષ્પીભવન કરે છે. ફાયદા એ છે કે તે વિવિધ પ્રકારની સામગ્રી પર લાગુ કરી શકાય છે, જે જટિલ ત્રિ-પરિમાણીય આકારો બનાવવાની મંજૂરી આપે છે, અને તેને FIB જેવા સંપર્કની જરૂર નથી, જો કે, તેમાં પરમાણુ કટીંગ જેટલી ઉચ્ચ ચોકસાઇ નથી, તેની ઝડપ છે. તદ્દન ધીમી, અને તે મોટી માત્રામાં ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે જે સંવેદનશીલ સામગ્રીને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે.
- લેસર કટીંગ: તે એક એવી તકનીક છે જે ઉચ્ચ ચોકસાઇ સાથે પણ કાપવાની મંજૂરી આપે છે, જો કે મોલેક્યુલર કટ જેટલું નહીં. તે ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ અને જટિલ ભૂમિતિઓ પણ પ્રદાન કરે છે, પરંતુ સામગ્રી કે જે કાપી શકાય છે અને ઊંડાણોમાં મર્યાદાઓ હોઈ શકે છે.