நீலக்கல்: வெளிப்படையான ரத்தினங்களில் மறைந்திருக்கும் "மந்திரம்"

 நீலக்கல்லின் பிரகாசமான நீல நிறத்தை நீங்கள் எப்போதாவது வியந்து பார்த்திருக்கிறீர்களா? அதன் அழகுக்காகப் போற்றப்படும் இந்த திகைப்பூட்டும் ரத்தினம், தொழில்நுட்பத்தில் புரட்சியை ஏற்படுத்தக்கூடிய ஒரு ரகசிய "அறிவியல் வல்லரசைக்" கொண்டுள்ளது. சீன விஞ்ஞானிகளின் சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள், நீலக்கல் படிகங்களின் மறைக்கப்பட்ட வெப்ப மர்மங்களைத் திறந்துவிட்டன, ஸ்மார்ட்போன்கள் முதல் விண்வெளி ஆய்வு வரை அனைத்திற்கும் புதிய சாத்தியங்களை வழங்குகின்றன.

ஏன் இல்லை'அதிக வெப்பத்தில் நீலக்கல் உருகுமா?

ஒரு தீயணைப்பு வீரரின் முகமூடி நெருப்பில் வெண்மையாகச் சூடாக ஒளிரும், ஆனால் படிகத் தெளிவாகத் தெரிவதை கற்பனை செய்து பாருங்கள். அதுதான் நீலக்கல்லின் மந்திரம். உருகிய எரிமலைக்குழம்பை விட 1,500°C க்கும் அதிகமான வெப்பநிலையில் - இந்த ரத்தினம் அதன் வலிமையையும் வெளிப்படைத்தன்மையையும் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது.

சீனாவின் ஷாங்காய் ஒளியியல் மற்றும் நுண் இயக்கவியல் நிறுவனத்தின் விஞ்ஞானிகள் அதன் ரகசியங்களை ஆராய மேம்பட்ட நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தினர்:

• அணு மேற்கட்டமைப்பு: சபையரின் அணுக்கள் ஒரு அறுகோண லட்டியை உருவாக்குகின்றன, ஒவ்வொரு அலுமினிய அணுவும் நான்கு ஆக்ஸிஜன் அணுக்களால் பூட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த "அணு கூண்டு" வெப்ப சிதைவை எதிர்க்கிறது, இது ஒரு வெப்ப விரிவாக்க குணகத்தைக் கொண்டுள்ளது.t 5.3 × 10⁻⁶/°C (மாறாக, தங்கம் கிட்டத்தட்ட 10 மடங்கு வேகமாக விரிவடைகிறது).
• திசை வெப்ப ஓட்டம்: ஒரு வழிப் பாதையைப் போலவே, சில படிக அச்சுகள் வழியாக வெப்பம் சபையர் வழியாக 10–30% வேகமாகச் செல்கிறது. பொறியாளர்கள் இந்த "வெப்ப அனிசோட்ரோபியை" பயன்படுத்தி மிகத் திறமையான குளிரூட்டும் அமைப்புகளை வடிவமைக்க முடியும்.

எக்ஸ்ட்ரீம் ஆய்வகங்களில் சோதிக்கப்பட்ட ஒரு “சூப்பர் ஹீரோ” பொருள்​

சபையரை அதன் வரம்புகளுக்குள் தள்ள, ஆராய்ச்சியாளர்கள் விண்வெளி மற்றும் ஹைப்பர்சோனிக் பறப்பின் கடுமையான நிலைமைகளை உருவகப்படுத்தினர்:

• ராக்கெட் மறுநுழைவு உருவகப்படுத்துதல்: 150 மிமீ சபையர் ஜன்னல் 1,500°C தீப்பிழம்புகளை மணிக்கணக்கில் தாங்கி நின்றது, எந்த விரிசல்களோ அல்லது சிதைவுகளோ இல்லை.
• லேசர் சகிப்புத்தன்மை சோதனை: தீவிர ஒளியால் வெடிக்கப்படும்போது, ​​சபையர் அடிப்படையிலான கூறுகள் பாரம்பரிய பொருட்களை 300% விஞ்சும், ஏனெனில் இது தாமிரத்தை விட 3 மடங்கு வேகமாக வெப்பத்தை சிதறடிக்கும் திறனுக்கு நன்றி.

ஆய்வக அற்புதங்கள் முதல் அன்றாட தொழில்நுட்பம் வரை

நீங்கள் உணராமலேயே ஏற்கனவே ஒரு நீலக்கல் தொழில்நுட்பத்தை வைத்திருக்கலாம்:

• சொறிந்துவிட முடியாத திரைகள்: ஆப்பிளின் ஆரம்பகால ஐபோன்கள் சபையர் பூசப்பட்ட கேமரா லென்ஸ்களைப் பயன்படுத்தின (செலவுகள் அதிகரிக்கும் வரை).
• குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்: ஆய்வகங்களில், சபையர் செதில்கள் மென்மையான குவாண்டம் பிட்களை (குபிட்கள்) வழங்குகின்றன, அவற்றின் குவாண்டம் நிலையை சிலிக்கானை விட 100 மடங்கு நீண்டதாக பராமரிக்கின்றன.
• மின்சார கார்கள்: முன்மாதிரி EV பேட்டரிகள் அதிக வெப்பமடைவதைத் தடுக்க சபையர் பூசப்பட்ட மின்முனைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன - பாதுகாப்பான, நீண்ட தூர வாகனங்களுக்கு இது ஒரு கேம்-சேஞ்சர் ஆகும்.

நீலக்கல் அறிவியலில் சீனாவின் முன்னேற்றம்

பல நூற்றாண்டுகளாக நீலக்கல் வெட்டியெடுக்கப்பட்டாலும், சீனா அதன் எதிர்காலத்தை மீண்டும் எழுதுகிறது:

• ராட்சத படிகங்கள்: சீன ஆய்வகங்கள் இப்போது 100 கிலோவுக்கு மேல் எடையுள்ள சபையர் இங்காட்களை வளர்க்கின்றன - முழு தொலைநோக்கி கண்ணாடிகளையும் உருவாக்க போதுமான அளவு.
• பசுமை கண்டுபிடிப்பு: ஆராய்ச்சியாளர்கள் பழைய ஸ்மார்ட்போன்களிலிருந்து மறுசுழற்சி செய்யப்பட்ட சபையரை உருவாக்கி வருகின்றனர், இதனால் உற்பத்தி செலவு 90% குறைகிறது.
• உலகளாவிய தலைமைத்துவம்: சமீபத்திய ஆய்வு, வெளியிடப்பட்டதுசெயற்கை படிகங்களின் இதழ், இந்த ஆண்டு மேம்பட்ட பொருட்களில் சீனாவின் நான்காவது பெரிய முன்னேற்றத்தைக் குறிக்கிறது.

எதிர்காலம்: சபையர் அறிவியல் புனைகதையை சந்திக்கும் இடம்

ஜன்னல்கள் தானாக சுத்தம் செய்ய முடிந்தால் என்ன செய்வது? அல்லது உடல் வெப்பத்தால் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட தொலைபேசிகள்? விஞ்ஞானிகள் பெரிய கனவு காண்கிறார்கள்:

• சுய சுத்தம் செய்யும் சபையர்: சபையரில் பதிக்கப்பட்ட நானோ துகள்கள் சூரிய ஒளியில் வெளிப்படும் போது புகை அல்லது அழுக்கைக் கிழித்துவிடும்.
• வெப்ப மின் மந்திரம்: சபையர் குறைக்கடத்திகளைப் பயன்படுத்தி தொழிற்சாலைகளில் இருந்து வெளியேறும் கழிவு வெப்பத்தை மின்சாரமாக மாற்றுதல்.
• விண்வெளி உயர்த்தி கேபிள்கள்: இன்னும் தத்துவார்த்தமாக இருந்தாலும், சபையரின் வலிமை-எடை விகிதம் அதை எதிர்கால மெகா கட்டமைப்புகளுக்கு ஒரு வேட்பாளராக ஆக்குகிறது.