انتہائی الیکٹرانکس کے لیے ایک سلور لائننگ

افلاطون کے ذریعہ دوبارہ شائع کیا گیا۔

فالونگ: 0

ہوم پیج (-) > پریس > انتہائی الیکٹرانکس کے لیے ایک چاندی کی پرت

MSU کے محققین نے مزید لچکدار سرکٹری بنانے کے لیے ایک عمل تیار کیا، جس کا مظاہرہ انھوں نے سلور اسپارٹن ہیلمیٹ بنا کر کیا۔ اس سرکٹ کو کالج آف ویٹرنری میڈیسن میں اسسٹنٹ پروفیسر جین منفریڈی نے ڈیزائن کیا تھا۔ کریڈٹ: Acta Materialia Inc./Elsevier

خلاصہ:
کل کی جدید ٹیکنالوجی کو ایسے الیکٹرانکس کی ضرورت ہوگی جو انتہائی حالات کو برداشت کر سکیں۔ اسی لیے مشی گن اسٹیٹ یونیورسٹی کے جیسن نکولس کی قیادت میں محققین کا ایک گروپ آج مضبوط سرکٹس بنا رہا ہے۔

انتہائی الیکٹرانکس کے لیے چاندی کی استر

ایسٹ لانسنگ، ایم آئی | 30 اپریل 2021 کو پوسٹ کیا گیا۔

نکولس اور اس کی ٹیم نے نکل کی مدد سے زیادہ گرمی سے بچنے والی سلور سرکٹری تیار کی ہے۔ ٹیم نے اس کام کی وضاحت کی، جسے امریکی محکمہ توانائی کے سالڈ آکسائیڈ فیول سیل پروگرام نے 15 اپریل کو جریدے Scripta Materialia میں فنڈ کیا تھا۔

آلات کی وہ اقسام جن سے MSU ٹیم فائدہ اٹھانے کے لیے کام کر رہی ہے — اگلی نسل کے ایندھن کے خلیات، اعلی درجہ حرارت والے سیمی کنڈکٹرز اور ٹھوس آکسائیڈ الیکٹرولیسس سیل — آٹو، توانائی اور ایرو اسپیس کی صنعتوں میں ایپلی کیشنز ہو سکتے ہیں۔

اگرچہ آپ ابھی ان آلات کو شیلف سے باہر نہیں خرید سکتے ہیں، محققین فی الحال انہیں حقیقی دنیا اور یہاں تک کہ دوسرے سیاروں پر بھی جانچنے کے لیے لیبز میں بنا رہے ہیں۔

مثال کے طور پر، ناسا نے ایک ٹھوس آکسائیڈ الیکٹرولیسس سیل تیار کیا جس نے 2020 اپریل کو مریخ 22 پرسیورینس روور کو مریخ کی فضا میں گیس سے آکسیجن بنانے کے قابل بنایا۔ NASA کو امید ہے کہ یہ پروٹو ٹائپ ایک دن ایسے آلات کی طرف لے جائے گا جو خلابازوں کو راکٹ کا ایندھن اور سانس لینے کے قابل ہوا بنانے کی اجازت دیتا ہے۔ مریخ پر رہتے ہوئے

کالج آف انجینئرنگ کے ایک ایسوسی ایٹ پروفیسر نکولس نے کہا کہ اس طرح کے پروٹوٹائپس کو تجارتی مصنوعات بننے میں مدد کرنے کے لیے، اگرچہ، انہیں طویل عرصے تک اعلی درجہ حرارت پر اپنی کارکردگی کو برقرار رکھنے کی ضرورت ہوگی۔

وہ برسوں سالڈ آکسائیڈ فیول سیلز استعمال کرنے کے بعد اس فیلڈ کی طرف متوجہ ہوئے، جو الٹ میں ٹھوس آکسائیڈ الیکٹرولیسس سیلز کی طرح کام کرتے ہیں۔ گیس یا ایندھن بنانے کے لیے توانائی کا استعمال کرنے کے بجائے، وہ ان کیمیکلز سے توانائی پیدا کرتے ہیں۔

"ٹھوس آکسائڈ ایندھن کے خلیات اعلی درجہ حرارت پر گیسوں کے ساتھ کام کرتے ہیں۔ کیمیکل انجینئرنگ اور میٹریل سائنس ڈیپارٹمنٹ میں ایک لیب کی قیادت کرنے والے نکولس نے کہا کہ ہم بجلی نکالنے کے لیے ان گیسوں کو الیکٹرو کیمیکل طور پر رد عمل ظاہر کرنے کے قابل ہیں اور یہ عمل ایندھن کو پھٹنے سے کہیں زیادہ موثر ہے جیسا کہ اندرونی دہن انجن کرتا ہے۔

لیکن دھماکوں کے بغیر بھی، فیول سیل کو کام کرنے کے شدید حالات کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔

نکولس نے کہا، "یہ آلات عام طور پر 700 سے 800 ڈگری سیلسیس کے ارد گرد کام کرتے ہیں، اور انہیں یہ کام طویل عرصے تک کرنا پڑتا ہے - ان کی زندگی بھر میں 40,000 گھنٹے،" نکولس نے کہا۔ مقابلے کے لیے، یہ تقریباً 1,300 سے 1,400 ڈگری فارن ہائیٹ ہے، یا تجارتی پیزا اوون کا درجہ حرارت تقریباً دوگنا ہے۔

"اور اس زندگی کے دوران، آپ اسے تھرمل طور پر سائیکل چلا رہے ہیں،" نکولس نے کہا۔ "آپ اسے ٹھنڈا کر رہے ہیں اور اسے دوبارہ گرم کر رہے ہیں۔ یہ ایک انتہائی سخت ماحول ہے۔ آپ سرکٹ لیڈز کو پاپ آف کر سکتے ہیں۔"

اس طرح، اس جدید ٹیکنالوجی کا سامنا کرنے والی رکاوٹوں میں سے ایک بنیادی ہے: کنڈکٹو سرکٹری، جو اکثر چاندی سے بنتی ہے، کو بنیادی سیرامک اجزاء سے بہتر طور پر چپکنے کی ضرورت ہے۔

آسنجن کو بہتر بنانے کا راز، محققین نے پایا، چاندی اور سیرامک کے درمیان غیر محفوظ نکل کی ایک درمیانی تہہ شامل کرنا تھا۔

مواد کے آپس میں کیسے تعامل ہوتا ہے اس کے تجربات اور کمپیوٹر سمیلیشنز کو انجام دے کر، ٹیم نے بہتر بنایا کہ اس نے سیرامک پر نکل کو کیسے جمع کیا۔ اور اپنی پسند کے پیٹرن یا ڈیزائن میں سیرامک پر پتلی، غیر محفوظ نکل کی تہوں کو بنانے کے لیے، محققین نے اسکرین پرنٹنگ کا رخ کیا۔

"یہ وہی اسکرین پرنٹنگ ہے جو ٹی شرٹس بنانے کے لیے استعمال ہوتی ہے،" نکولس نے کہا۔ "ہم شرٹس کے بجائے صرف اسکرین پرنٹنگ الیکٹرانکس کر رہے ہیں۔ یہ ایک بہت ہی مینوفیکچرنگ دوستانہ تکنیک ہے۔"

ایک بار نکل کی جگہ پر، ٹیم اسے چاندی کے ساتھ رابطے میں رکھتی ہے جو تقریبا 1,000 ڈگری سیلسیس کے درجہ حرارت پر پگھل جاتا ہے. نکل نہ صرف اس گرمی کو برداشت کرتا ہے — اس کا پگھلنے کا نقطہ 1,455 ڈگری سیلسیس ہے — بلکہ یہ مائع چاندی کو اس کی عمدہ خصوصیات پر یکساں طور پر تقسیم کرتا ہے جسے کیپلیری ایکشن کہا جاتا ہے۔

"یہ تقریباً ایک درخت کی طرح ہے،" نکولس نے کہا۔ "ایک درخت کیپلیری عمل کے ذریعے اپنی شاخوں تک پانی پہنچاتا ہے۔ نکل اسی طریقہ کار کے ذریعے پگھلی ہوئی چاندی کو نکال رہا ہے۔

ایک بار جب چاندی ٹھنڈا ہو جاتا ہے اور ٹھنڈا ہو جاتا ہے، نکل اسے سیرامک پر بند کر دیتی ہے، یہاں تک کہ 700 سے 800 ڈگری سیلسیس گرمی میں بھی اسے ٹھوس آکسائیڈ فیول سیل یا ٹھوس آکسائیڈ الیکٹرولیسس سیل کے اندر سامنا کرنا پڑتا ہے۔ اور یہ نقطہ نظر دیگر ٹیکنالوجیز کی مدد کرنے کی صلاحیت بھی رکھتا ہے، جہاں الیکٹرانکس گرم چل سکتا ہے۔

مشی گن اسٹیٹ کے ٹیک ٹرانسفر اور کمرشلائزیشن آفس کے MSU ٹیکنالوجیز کے ٹیکنالوجی مینیجر، جون ڈیبلنگ نے کہا، "کئی قسم کی الیکٹرانک ایپلی کیشنز ہیں جن کے لیے سرکٹ بورڈز کی ضرورت ہوتی ہے جو زیادہ درجہ حرارت یا زیادہ طاقت کو برداشت کر سکتے ہیں۔" "ان میں آٹوموٹو، ایرو اسپیس، صنعتی اور فوجی منڈیوں میں موجودہ ایپلی کیشنز شامل ہیں، بلکہ نئے جیسے سولر سیل اور ٹھوس آکسائیڈ فیول سیلز بھی شامل ہیں۔"

ایک ٹیکنالوجی مینیجر کے طور پر، Debling Spartan اختراعات کو تجارتی بنانے کے لیے کام کرتا ہے اور وہ سخت الیکٹرانکس بنانے کے لیے اس عمل کو پیٹنٹ کرنے میں مدد کرنے کے لیے کام کر رہا ہے۔

"یہ ٹیکنالوجی ایک اہم بہتری ہے - لاگت اور درجہ حرارت کے استحکام میں - موجودہ پیسٹ اور بخارات جمع کرنے والی ٹیکنالوجیز کے مقابلے،" انہوں نے کہا۔

اپنی طرف سے، نکولس افق پر ان جدید ترین ایپلی کیشنز میں سب سے زیادہ دلچسپی رکھتا ہے، ٹھوس آکسائیڈ ایندھن کے خلیات اور ٹھوس آکسائیڈ الیکٹرولیسس سیلز جیسی چیزوں میں۔

نکولس نے کہا، "ہم یہاں زمین پر اور مریخ پر ان کی وشوسنییتا کو بہتر بنانے کے لیے کام کر رہے ہیں۔"

# # # # # # #

اس منصوبے میں اسپارٹن انجینئرنگ کے محققین اسسٹنٹ پروفیسر ہوئی چیا یو، پروفیسر ٹموتھی ہوگن اور پروفیسر تھامس بیلر بھی شامل تھے۔ پراجیکٹ پر گریجویٹ طالب علم محققین میں Genzhi Hu, Quan Zhou, Aiswarya Bhatlawande, Jiyun Park, Robert Termuhlen اور Yuxi Ma (Zhou, Bhatlawande اور Ma تب سے گریجویشن کر چکے ہیں) شامل تھے۔

براؤن یونیورسٹی میں پراجیکٹ کے ساتھیوں میں سے ایک، پروفیسر یو کیو کا بھی MSU سے تعلق ہے۔ اس نے 2020 تک کالج آف انجینئرنگ میں فیکلٹی اور شمولیت اور تنوع کی افتتاحی ایسوسی ایٹ ڈین کے طور پر خدمات انجام دیں۔

####

مزید معلومات کے لئے، براہ مہربانی کلک کریں یہاں

رابطے:
کیرولین بروکس

@MSUnews

کاپی رائٹ © مشی گن اسٹیٹ یونیورسٹی

اگر آپ کے پاس کوئی تبصرہ ہے، تو براہ مہربانی رابطہ کریں ہم سے.

خبروں کی ریلیز جاری کرنے والے، نہ کہ 7th Wave, Inc. یا Nanotechnology Now، مواد کی درستگی کے لیے مکمل طور پر ذمہ دار ہیں۔

بک مارک: