ପୋରସ୍ ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ସେରାମିକ୍ସ କ’ଣ?

ଯେତେବେଳେ ନମୁନାଗୁଡିକଛିଦ୍ରଯୁକ୍ତ ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ସେରାମିକ୍ସପ୍ରଥମେ ପରୀକ୍ଷାଗାରରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ସମୟରେ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପ ତଳେ ଉପସ୍ଥାପିତ ମହୁଫେଣା ପରି ଗଠନଗୁଡ଼ିକ ଏକ ଲକ୍ଷ ଗୁଣ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଥିବା ମହୁଫେଣା ପରି ଦେଖାଯାଉଥିଲା। 15-60% ଛିଦ୍ରତା ସହିତ ଏହି ସ୍ୱତନ୍ତ୍ର ସାମଗ୍ରୀ ନିରବରେ ମହାକାଶ ଇଞ୍ଜିନର ଦହନ ପ୍ରକୋଷ୍ଠରୁ ଆମ ଦୈନନ୍ଦିନ ଜୀବନରେ ପ୍ରବେଶ କରୁଛି।

1600℃ ତାପମାତ୍ରାରେ ଏକ ଗ୍ୟାସ୍ ଟରବାଇନରେ, ସାଧାରଣ ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକ ବହୁ ଦିନ ଧରି ତରଳିଯାଇଥିବା ଲୁହାରେ ପରିଣତ ହୋଇଆସିଛି, କିନ୍ତୁ ଛିଦ୍ର ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଆଶ୍ଚର୍ଯ୍ୟଜନକ ସ୍ଥିରତା ବଜାୟ ରଖିଛି। ଗତ ବର୍ଷ, ଚାଇନିଜ୍ ଏକାଡେମୀ ଅଫ୍ ସାଇନ୍ସେସ୍ ର ସାଂଘାଇ ଇନଷ୍ଟିଚ୍ୟୁଟ୍ ଅଫ୍ ସେରାମିକ୍ସ ପରିଦର୍ଶନ କରିବା ସମୟରେ, ଜଣେ ଗବେଷକ ଏକ ଆକର୍ଷଣୀୟ ପରୀକ୍ଷଣ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିଥିଲେ: ଏକ ଅମ୍ଳଜାନ-ଆସିଟିଲିନ୍ ଶିଖାରେ (ପ୍ରାୟ 3000℃) ଏକ ଛିଦ୍ର ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ସିଟ୍ ରଖିବା, ପଛ ପଟେ ଥିବା ଥର୍ମୋମିଟର ଦେଖାଇଥିଲା ଯେ ଏହା କେବଳ 72℃ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି। β-SiC ସ୍ଫଟିକ ଗଠନରୁ ପ୍ରାପ୍ତ ଏହି ଉତ୍ତାପ ପ୍ରତିରୋଧ ଏହାକୁ ମହାକାଶଯାନର ତାପଜ ସୁରକ୍ଷା ପ୍ରଣାଳୀ ପାଇଁ ଏକ "ଅଦୃଶ୍ୟ କବଚ" କରିଥାଏ। ଆହୁରି ଭଲ, ସେହି ମାଇକ୍ରୋନ୍-ଆକାରର ଛିଦ୍ରଗୁଡ଼ିକ ଅଗଣିତ କ୍ଷୁଦ୍ର ଚିମନି ପରି, କଠିନ ମାଟି ମାଡ଼ିକ ତୁଳନାରେ ତାପ ପରିବହନ ଦକ୍ଷତାକୁ 40-60% ହ୍ରାସ କରିଥାଏ।

ହୁଏତ ସାମଗ୍ରୀ ବୈଜ୍ଞାନିକମାନେ ମଧ୍ୟ ଆଶା କରିନଥିଲେ ଯେ ଏହି ପ୍ରକାରର ସିରାମିକ୍, ଯାହା ମୂଳତଃ ଅତ୍ୟନ୍ତ ପରିବେଶ ପାଇଁ ବିକଶିତ ହୋଇଥିଲା, ଚିକିତ୍ସା କ୍ଷେତ୍ରରେ ଦ୍ୱିତୀୟ ବସନ୍ତ ଅନୁଭବ କରିବ। 2024 ମସିହାରେ ଜର୍ଣ୍ଣାଲ୍ ଅଫ୍ ବାୟୋମାଟେରିଆଲ୍ସରେ ପ୍ରକାଶିତ କ୍ଲିନିକାଲ୍ ଗବେଷଣା ଦର୍ଶାଏ ଯେ ଗ୍ରେଡିଏଣ୍ଟ ଛିଦ୍ର ଆକାର ଗଠନ (ପୃଷ୍ଠରେ 5μm ଏବଂ ତଳ ଭାଗରେ 200μm) ସହିତ ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ସ୍କାଫୋଲ୍ଡଗୁଡ଼ିକର ହାଡ଼ ଏକୀକୃତ ହାର ପାରମ୍ପରିକ ଟାଇଟାନିୟମ୍ ମିଶ୍ରଧାତୁ ପ୍ରତିରୋପଣ ଅପେକ୍ଷା 2.3 ଗୁଣ ଅଧିକ।

ପୋରସ୍ ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବାର ପ୍ରକ୍ରିୟା ନିଜେ ଏକ ରାସାୟନିକ ଯାଦୁ। ପୋର-ଫର୍ମିଂ ଏଜେଣ୍ଟ ପଦ୍ଧତି (ସାଧାରଣତଃ ପଲିମିଥାଇଲ୍ ମେଥାକ୍ରିଲେଟ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍ଫିୟର୍ସ) କିମ୍ବା ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସିଣ୍ଟରିଂ ପଦ୍ଧତି ମାଧ୍ୟମରେ, ସାମଗ୍ରୀ ଇଞ୍ଜିନିୟରମାନେ ସୁଗନ୍ଧିକାରୀଙ୍କ ପରି ପୋର ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ସଠିକ୍ ଭାବରେ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିପାରିବେ। ଆଶ୍ଚର୍ଯ୍ୟଜନକ ଭାବରେ, ଯୁକ୍ତରାଷ୍ଟ୍ରର 3M କମ୍ପାନୀର ସଦ୍ୟତମ ପେଟେଣ୍ଟ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ପୁନଃଚକ୍ରିତ ଡାଏଟୋମାଇଟ୍ କୁ ଏକ ପ୍ରାକୃତିକ ଟେମ୍ପଲେଟ୍ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରିବା ଦ୍ୱାରା କେବଳ ଉତ୍ପାଦନ ଖର୍ଚ୍ଚ 18% ହ୍ରାସ ହୁଏ ନାହିଁ, ବରଂ ଅପ୍ରତ୍ୟାଶିତ ଭାବରେ ପ୍ରବାଳ ହାଡ଼ ପରି ଏକ ବାୟୋନିକ୍ ଗଠନ ମଧ୍ୟ ପ୍ରାପ୍ତ ହୁଏ। ଏହି "ଅବର୍ଜନାକୁ ଧନରେ ପରିଣତ କରିବା" କୌଶଳ "ଅବର୍ଜନାର ଉପଯୋଗୀତା" ର ତାଓବାଦୀ ଜ୍ଞାନ ସହିତ ସଠିକ୍ ଭାବରେ ସମନ୍ୱିତ ହୁଏ।

ପ୍ରୟୋଗ

• ପରିବେଶ ସୁରକ୍ଷା କ୍ଷେତ୍ରରେ:ଡିଜେଲ ଯାନବାହନ ପାର୍ଟିକୁଲେଟ୍ ଫିଲ୍ଟର (DPF) ର ମୁଖ୍ୟ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ, ଏହା PM2.5 ର 99.7% କ୍ୟାପଚର କରିପାରିବ
•  ଶକ୍ତି ବିପ୍ଳବ:କଠିନ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଇନ୍ଧନ କୋଷ (SOFC) ପାଇଁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସମର୍ଥନ ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ ଦକ୍ଷତାକୁ 65% ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ବୃଦ୍ଧି କରେ
•  ଜୈବ ଚିକିତ୍ସା:3D-ପ୍ରିଣ୍ଟେଡ୍ ହାଡ଼ ସ୍କାଫୋଲ୍ଡର ଛିଦ୍ର ଗଠନ କୋଷ ବୃଦ୍ଧିକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରେ ଏବଂ କ୍ଲିନିକାଲ୍ ଆରୋଗ୍ୟ ଚକ୍ରକୁ 30% ହ୍ରାସ କରେ।
•  ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ନିର୍ମାଣ:ୱେଫର ପଲିସିଂ ପ୍ୟାଡର ଜୀବନକାଳ ତିନି ଗୁଣ ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇଛି, ଏବଂ TSMCର 3nm ପ୍ରକ୍ରିୟା ବହୁ ପରିମାଣରେ କିଣାଯାଇଛି।