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भारतीय विज्ञान शिक्षा संस्थान और अनुसंधान भोपाल के शोधकर्ताओं ने सफलतापूर्वक एक नया, लचीला कार्बनिक क्रिस्टल विकसित किया है जो अत्यधिक संवेदनशील दबाव सेंसर में उपयोग के लिए काफी संभावनाएं दिखाता है। इन क्रिस्टलों को आईआईएसईआर भोपाल में विकसित किया गया था, और इन क्रिस्टलों की यांत्रिक विकृति के प्रति प्रतिक्रिया को समझने के लिए संस्थान के शोधकर्ताओं के सहयोग से किया गया था। क्वींसलैंड विश्वविद्यालय और यह क्वींसलैंड प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय. इस सामग्री से निर्मित डिवाइस में मौजूदा सामग्री की तुलना में दबाव के प्रति उच्च संवेदनशीलता होती है, जिससे यह दबाव सेंसर की तकनीक के भविष्य के विकास के लिए एक आशाजनक घटक बन जाता है।
इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए जैविक सामग्री के उपयोग में रुचि बढ़ रही है। कार्बनिक पदार्थों का लचीलापन उन्हें लचीले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे डिस्प्ले और सेंसर बनाने के लिए आदर्श बनाता है, जो डिज़ाइन स्वतंत्रता का एक नया स्तर प्रदान करते हुए मुड़े या घुमावदार हो सकते हैं। कार्बनिक क्रिस्टल, विशेष रूप से, उनके कुछ दोषों और न्यूनतम अनाज सीमाओं के कारण, इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में अपार संभावनाएं हैं।
IISER भोपाल और क्वींसलैंड विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक नया कार्बनिक क्रिस्टल – 4-ट्राइफ्लोरोमेथाइल फिनाइल आइसोथियोसाइनेट (4CFNCS) विकसित किया है – जो मुड़ने, मुड़ने और कुंडलित होने के लिए पर्याप्त लचीला है।
शोध के बारे में बोलते हुए, प्रोफेसर दीपक चोपड़ा, रसायनिकी विभागआईआईएसईआर भोपाल ने कहा, “हमने परिष्कृत कम्प्यूटेशनल और चुनौतीपूर्ण प्रयोगात्मक तकनीकों जैसे सिंक्रोट्रॉन माइक्रोफोकस एक्स-रे विवर्तन मापन का उपयोग करके 4CFNCS का गहन विश्लेषण किया, यह समझने के लिए कि ये इतने लचीले क्यों हैं।”
क्रिस्टल संरचना के विश्लेषण से पता चला है कि जिस तरह से इस अणु के परमाणुओं को ठोस पदार्थों में व्यवस्थित किया जाता है, वह यांत्रिक तनाव के अधीन होने पर बिना टूटे मोड़ और खिंचाव की अनुमति देता है। यह उच्च दबाव और प्रभाव के तहत भी क्रिस्टल संरचना को अक्षुण्ण रखने में मदद करता है। कई दिशाओं में अणुओं का फिसलन क्रिस्टल में जटिल कोइलिंग गति को सक्षम बनाता है।
पर्यावरण के अनुकूल जा रहा है
शोधकर्ताओं ने न केवल इस नए प्रकार के कार्बनिक क्रिस्टल में लचीलेपन की उत्पत्ति का खुलासा किया है, बल्कि उन्होंने अत्यधिक संवेदनशील दबाव सेंसर बनाने के लिए इसका सफलतापूर्वक उपयोग भी किया है। पीजो-प्रतिरोधी या दबाव संवेदक ऐसे उपकरण हैं जो उनके विद्युत प्रतिरोध में बदलाव के द्वारा उन पर लागू दबाव या बल का जवाब देते हैं। उदाहरण के लिए, पीजो-प्रतिरोधी सेंसर आमतौर पर किसी भी स्पर्श डिवाइस की स्पर्श सतह के पीछे स्थित होते हैं और स्पर्श के दौरान सतह पर दबाव लागू होने पर सक्रिय होते हैं। यह एक छोटा विद्युत आवेश उत्पन्न करता है जिसे तब संसाधित किया जाता है।
सहयोगी टीम ने 4CFNCS को एक विद्युत प्रवाहकीय बहुलक, PEDOT: PSS के साथ मिलाकर पीजो-प्रतिरोधी सेंसर बनाया।
“शोधकर्ताओं का उपयोग करके विकसित समग्र ने उच्च दबाव सीमाओं पर भी कुशल पायजो-प्रतिरोधी प्रतिक्रिया प्रदर्शित की, जिसके परिणामस्वरूप मध्यम दबाव सीमा के लिए संवेदनशीलता में कम से कम 1.6 गुना सुधार हुआ, और उच्च दबाव सीमा में कम से कम 5 गुना व्यापक दबाव की सीमा, अन्य ज्ञात पीजो-प्रतिरोधी सामग्रियों पर, “प्रो दीपक चोपड़ा ने कहा।
लचीले कार्बनिक क्रिस्टल पीजो प्रतिरोधी सामग्री जैसे कि टीम द्वारा विकसित एक आकर्षक हैं क्योंकि वे टिकाऊ और काम करने में आसान हैं।
इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए जैविक सामग्री के उपयोग में रुचि बढ़ रही है। कार्बनिक पदार्थों का लचीलापन उन्हें लचीले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे डिस्प्ले और सेंसर बनाने के लिए आदर्श बनाता है, जो डिज़ाइन स्वतंत्रता का एक नया स्तर प्रदान करते हुए मुड़े या घुमावदार हो सकते हैं। कार्बनिक क्रिस्टल, विशेष रूप से, उनके कुछ दोषों और न्यूनतम अनाज सीमाओं के कारण, इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में अपार संभावनाएं हैं।
IISER भोपाल और क्वींसलैंड विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक नया कार्बनिक क्रिस्टल – 4-ट्राइफ्लोरोमेथाइल फिनाइल आइसोथियोसाइनेट (4CFNCS) विकसित किया है – जो मुड़ने, मुड़ने और कुंडलित होने के लिए पर्याप्त लचीला है।
शोध के बारे में बोलते हुए, प्रोफेसर दीपक चोपड़ा, रसायनिकी विभागआईआईएसईआर भोपाल ने कहा, “हमने परिष्कृत कम्प्यूटेशनल और चुनौतीपूर्ण प्रयोगात्मक तकनीकों जैसे सिंक्रोट्रॉन माइक्रोफोकस एक्स-रे विवर्तन मापन का उपयोग करके 4CFNCS का गहन विश्लेषण किया, यह समझने के लिए कि ये इतने लचीले क्यों हैं।”
क्रिस्टल संरचना के विश्लेषण से पता चला है कि जिस तरह से इस अणु के परमाणुओं को ठोस पदार्थों में व्यवस्थित किया जाता है, वह यांत्रिक तनाव के अधीन होने पर बिना टूटे मोड़ और खिंचाव की अनुमति देता है। यह उच्च दबाव और प्रभाव के तहत भी क्रिस्टल संरचना को अक्षुण्ण रखने में मदद करता है। कई दिशाओं में अणुओं का फिसलन क्रिस्टल में जटिल कोइलिंग गति को सक्षम बनाता है।
पर्यावरण के अनुकूल जा रहा है
शोधकर्ताओं ने न केवल इस नए प्रकार के कार्बनिक क्रिस्टल में लचीलेपन की उत्पत्ति का खुलासा किया है, बल्कि उन्होंने अत्यधिक संवेदनशील दबाव सेंसर बनाने के लिए इसका सफलतापूर्वक उपयोग भी किया है। पीजो-प्रतिरोधी या दबाव संवेदक ऐसे उपकरण हैं जो उनके विद्युत प्रतिरोध में बदलाव के द्वारा उन पर लागू दबाव या बल का जवाब देते हैं। उदाहरण के लिए, पीजो-प्रतिरोधी सेंसर आमतौर पर किसी भी स्पर्श डिवाइस की स्पर्श सतह के पीछे स्थित होते हैं और स्पर्श के दौरान सतह पर दबाव लागू होने पर सक्रिय होते हैं। यह एक छोटा विद्युत आवेश उत्पन्न करता है जिसे तब संसाधित किया जाता है।
सहयोगी टीम ने 4CFNCS को एक विद्युत प्रवाहकीय बहुलक, PEDOT: PSS के साथ मिलाकर पीजो-प्रतिरोधी सेंसर बनाया।
“शोधकर्ताओं का उपयोग करके विकसित समग्र ने उच्च दबाव सीमाओं पर भी कुशल पायजो-प्रतिरोधी प्रतिक्रिया प्रदर्शित की, जिसके परिणामस्वरूप मध्यम दबाव सीमा के लिए संवेदनशीलता में कम से कम 1.6 गुना सुधार हुआ, और उच्च दबाव सीमा में कम से कम 5 गुना व्यापक दबाव की सीमा, अन्य ज्ञात पीजो-प्रतिरोधी सामग्रियों पर, “प्रो दीपक चोपड़ा ने कहा।
लचीले कार्बनिक क्रिस्टल पीजो प्रतिरोधी सामग्री जैसे कि टीम द्वारा विकसित एक आकर्षक हैं क्योंकि वे टिकाऊ और काम करने में आसान हैं।
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