എന്താണ് പോറസ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ്

സാമ്പിളുകൾ എടുക്കുമ്പോൾപോറസ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ്ആദ്യമായി ലബോറട്ടറിയിൽ കണ്ടപ്പോൾ, ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിൽ അവതരിപ്പിച്ച തേൻകൂട്ട് പോലുള്ള ഘടനകൾ ഒരു ദശലക്ഷം തവണ വലുതാക്കിയ ഒരു തേനീച്ചക്കൂട് പോലെ കാണപ്പെട്ടു. 15-60% സുഷിരമുള്ള ഈ പ്രത്യേക പദാർത്ഥം എയ്‌റോസ്‌പേസ് എഞ്ചിനുകളുടെ ജ്വലന അറകളിൽ നിന്ന് നമ്മുടെ ദൈനംദിന ജീവിതത്തിലേക്ക് നിശബ്ദമായി നീങ്ങുന്നു.

1600℃ താപനിലയിൽ ഒരു ഗ്യാസ് ടർബൈനിൽ, സാധാരണ വസ്തുക്കൾ ഉരുകിയ ഇരുമ്പായി മാറിയിട്ട് വളരെക്കാലമായി, എന്നാൽ സുഷിരങ്ങളുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് അത്ഭുതകരമായ സ്ഥിരത നിലനിർത്തുന്നു. കഴിഞ്ഞ വർഷം, ചൈനീസ് അക്കാദമി ഓഫ് സയൻസസിന്റെ ഷാങ്ഹായ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സെറാമിക്സ് സന്ദർശിച്ചപ്പോൾ, ഒരു ഗവേഷകൻ രസകരമായ ഒരു പരീക്ഷണം നടത്തി: ഒരു പോറസ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഷീറ്റ് ഓക്സിജൻ-അസെറ്റിലീൻ ജ്വാലയിൽ (ഏകദേശം 3000℃) സ്ഥാപിച്ചപ്പോൾ, പിന്നിലെ തെർമോമീറ്റർ അത് 72℃ മാത്രമേ ഉയർന്നുള്ളൂ എന്ന് കാണിച്ചു. β-SiC ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞ ഈ താപ പ്രതിരോധം ബഹിരാകാശ പേടകത്തിന്റെ താപ സംരക്ഷണ സംവിധാനത്തിന് ഒരു "അദൃശ്യ കവചം" ആക്കുന്നു. അതിലും മികച്ചത്, ആ മൈക്രോൺ വലിപ്പമുള്ള സുഷിരങ്ങൾ എണ്ണമറ്റ ചെറിയ ചിമ്മിനികൾ പോലെയാണ്, ഖര സെറാമിക്സുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ താപ ചാലക കാര്യക്ഷമത 40-60% കുറയ്ക്കുന്നു.

കഠിനമായ പരിതസ്ഥിതികൾക്കായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഈ തരം സെറാമിക്, വൈദ്യശാസ്ത്ര മേഖലയിൽ രണ്ടാം വസന്തം അനുഭവിക്കുമെന്ന് മെറ്റീരിയൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ പോലും പ്രതീക്ഷിച്ചിരിക്കില്ല. 2024-ൽ ജേണൽ ഓഫ് ബയോമെറ്റീരിയൽസിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ക്ലിനിക്കൽ ഗവേഷണം കാണിക്കുന്നത് ഗ്രേഡിയന്റ് പോർ സൈസ് ഘടനകളുള്ള (ഉപരിതലത്തിൽ 5μm ഉം അടിയിൽ 200μm ഉം) സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സ്കാഫോൾഡുകൾക്ക് പരമ്പരാഗത ടൈറ്റാനിയം അലോയ് ഇംപ്ലാന്റുകളേക്കാൾ 2.3 മടങ്ങ് കൂടുതൽ അസ്ഥി സംയോജന നിരക്ക് ഉണ്ടെന്നാണ്.

പോറസ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് തയ്യാറാക്കുന്ന പ്രക്രിയ തന്നെ ഒരു രാസ മാന്ത്രികതയാണ്. പോർ-ഫോർമിംഗ് ഏജന്റ് രീതി (സാധാരണയായി പോളിമീഥൈൽ മെത്തക്രൈലേറ്റ് മൈക്രോസ്ഫിയറുകൾ) അല്ലെങ്കിൽ റിയാക്ഷൻ സിന്ററിംഗ് രീതി വഴി, മെറ്റീരിയൽ എഞ്ചിനീയർമാർക്ക് പെർഫ്യൂമറുകൾ പോലെ സുഷിര സ്വഭാവസവിശേഷതകളെ കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയും. രസകരമെന്നു പറയട്ടെ, യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലെ 3M കമ്പനിയുടെ ഏറ്റവും പുതിയ പേറ്റന്റ് കാണിക്കുന്നത് പുനരുപയോഗിച്ച ഡയറ്റോമൈറ്റ് ഒരു പ്രകൃതിദത്ത ടെംപ്ലേറ്റായി ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഉൽപാദനച്ചെലവ് 18% കുറയ്ക്കുക മാത്രമല്ല, പവിഴപ്പുറ്റുകളുടെ അസ്ഥികൾക്ക് സമാനമായ ഒരു ബയോണിക് ഘടന അപ്രതീക്ഷിതമായി നേടുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നാണ്. "മാലിന്യങ്ങളെ നിധിയാക്കി മാറ്റുന്ന" ഈ സാങ്കേതികത "ഉപയോഗശൂന്യമായതിന്റെ ഉപയോഗക്ഷമത" എന്ന താവോയിസ്റ്റ് ജ്ഞാനവുമായി കൃത്യമായി യോജിക്കുന്നു.

അപേക്ഷ

• പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണ മേഖലയിൽ:ഡീസൽ വാഹന കണികാ ഫിൽട്ടറുകളുടെ (DPF) പ്രധാന വസ്തുവായതിനാൽ, ഇതിന് PM2.5 ന്റെ 99.7% പിടിച്ചെടുക്കാൻ കഴിയും.
•  ഊർജ്ജ വിപ്ലവം:സോളിഡ് ഓക്സൈഡ് ഇന്ധന സെല്ലുകൾക്കുള്ള (SOFC) ഇലക്ട്രോഡ് പിന്തുണ വൈദ്യുതി ഉൽപാദന കാര്യക്ഷമത 65% ആയി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
•  ബയോമെഡിക്കൽ:3D പ്രിന്റഡ് ബോൺ സ്കാഫോൾഡുകളുടെ സുഷിര ഘടന കോശ വളർച്ചയെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ക്ലിനിക്കൽ ഹീലിംഗ് സൈക്കിൾ 30% കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
•  സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണം:വേഫർ പോളിഷിംഗ് പാഡുകളുടെ ആയുസ്സ് മൂന്ന് മടങ്ങ് വർദ്ധിപ്പിച്ചു, കൂടാതെ ടിഎസ്എംസിയുടെ 3nm പ്രോസസ്സ് മൊത്തത്തിൽ വാങ്ങി.