Επιστήμονες από διάφορα πανεπιστήμια των ΗΠΑ ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο για την παραγωγή υπερευαίσθητων μεμβρανών πάχους μόλις 10 νανομέτρων. Αυτή η ανακάλυψη έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στη νυχτερινή όραση και τη θερμική απεικόνιση και θα συμβάλει στην ανάπτυξη πολλών άλλων τεχνολογιών.
Αυτή η καινοτόμος μέθοδος παραγωγής μεμβρανών αναπτύχθηκε χάρη στη συμμετοχή εκπροσώπων του Πολυτεχνικού Ινστιτούτου Rensselaer. Επιστήμονες και ερευνητές από πολλά άλλα εκπαιδευτικά ιδρύματα έπαιξαν επίσης καθοριστικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία. Αυτή η συλλογική προσπάθεια οδήγησε σε μια επαναστατική ανακάλυψη που θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά την εμφάνιση, την απόδοση και τη διαθεσιμότητα των συσκευών νυχτερινής όρασης και των θερμικών απεικονιστών.
Η δημοσιευμένη μελέτη περιγράφει λεπτομερώς μια νέα μέθοδο για την παραγωγή εξαιρετικά λεπτών κρυσταλλικών μεμβρανών. Αυτές οι μεμβράνες είναι σημαντικά ανώτερες από τις προκάτοχές τους. Παρουσιάζουν αυξημένη ευαισθησία, επιτρέποντάς τους να ανιχνεύουν χαμηλά επίπεδα υπέρυθρης ακτινοβολίας. Επίσης, εξαλείφουν την ανάγκη για ψύξη, μειώνοντας έτσι σημαντικά το μέγεθος της συσκευής και το κόστος εξοπλισμού. Αυτή η ανακάλυψη είναι το αποκορύφωμα αρκετών προηγούμενων εξελίξεων. Προηγούμενα πειράματα παρήγαγαν παρόμοιες μεμβράνες, αλλά ήταν πολύ εύθραυστες και έσπαγαν κατά την αφαίρεσή τους από τα υποστρώματα κατασκευής. Μόλις οι επιστήμονες βελτίωσαν ολόκληρη τη διαδικασία, η απολέπιση της μεμβράνης έπαψε να αποτελεί πρόβλημα. Το προϊόν μπορεί πλέον να αφαιρεθεί εύκολα κατά την παραγωγή χωρίς να προκαλέσει ζημιά.
Αρχικά, οι επιστήμονες πέτυχαν το επιθυμητό αποτέλεσμα προσθέτοντας ένα νέο στρώμα. Τοποθετήθηκε μεταξύ της μεμβράνης και των υποστρωμάτων κατασκευής, λειτουργώντας ως διαχωριστικό. Αυτό απλοποίησε τη διαδικασία διαχωρισμού, αποτρέποντας τις ζημιές. Ωστόσο, αυτή η λύση έκανε την παραγωγή εξαιρετικά περίπλοκη και ακριβή. Ο καθηγητής Γιουνφένγκ Σι πρότεινε μια πιο πολλά υποσχόμενη ιδέα. Αυτός και οι συνάδελφοί του επέδειξαν την ίδια διαδικασία χωρίς στρώμα buffer. Η βελτίωση περιελάμβανε τη χρήση ενός υλικού που περιείχε μόλυβδο για την κατασκευή της μεμβράνης. Τα άτομα μολύβδου μειώνουν την αλληλεπίδραση μεταξύ της μεμβράνης και των υποστρωμάτων κατασκευής, ελαχιστοποιώντας έτσι την πιθανότητα μερικής προσκόλλησης.
Μια καινοτόμος μέθοδος επέτρεψε στους επιστήμονες να παράγουν μαζικά τέτοιες εξαιρετικά λεπτές μεμβράνες. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί το λεγόμενο υλικό PMN-PT. Έχει βελτιώσει τις πυροηλεκτρικές ιδιότητες, επιτρέποντάς του να παράγει ηλεκτρικό φορτίο κατά την έκθεση σε θερμότητα. Επιπλέον, οι επιστήμονες αύξησαν την ήδη υψηλή θερμική ευαισθησία σε επίπεδα ρεκόρ που προηγουμένως θεωρούνταν αδύνατα. Αυτό επιτεύχθηκε με την πιο έντονη συμπίεση της μεμβράνης. Μετά από όλους αυτούς τους χειρισμούς, το πάχος της έφτασε τα 10 νανόμετρα, ένα ακόμη ρεκόρ για αυτόν τον τομέα.
Αυτή η εξέλιξη ανοίγει απεριόριστες δυνατότητες για την ανάπτυξη δεκάδων τεχνολογιών. Αυξάνοντας τη θερμική ευαισθησία, είναι δυνατό όχι μόνο να αλλάξουν οι αρχές λειτουργίας της θερμικής απεικόνισης αλλά και να ενισχυθεί η αποδοτικότητα της. θερμικά σκόπευτρα τυφεκίων, μονοκυάλια, κιάλια, διάφορες κάμερες και άλλος εξοπλισμός επόμενης γενιάς. Αναμένεται επίσης άλμα στην ανάπτυξη σε τομείς όπως ο στρατός, η βιοϊατρική, η αστρονομία, η αυτόνομη οδήγηση και άλλοι. Σε αυτούς τους τομείς, αυτή η καινοτόμος εξέλιξη θα εξαλείψει πολλά υπάρχοντα προβλήματα και θα βελτιώσει την απόδοση διαφόρων εξοπλισμών.
Οι αλλαγές θα μπορούσαν να επηρεάσουν όχι μόνο τις μεμβράνες που περιγράφονται, αλλά και άλλους τύπους αυτών των κρυσταλλικών στοιχείων. Θεωρητικά, αυτό θα ανοίξει ακόμη μεγαλύτερες δυνατότητες για την ανάπτυξη πολλών τεχνολογιών, συμπεριλαμβανομένης της νυχτερινής όρασης και της θερμικής απεικόνισης. Οι επιστήμονες έχουν ήδη εντοπίσει εκατοντάδες πρακτικές εφαρμογές για την ανάπτυξή τους. Στο μέλλον, ο αριθμός τους θα συνεχίσει να αυξάνεται, αυξάνοντας έτσι τη σημασία του επιτεύγματός τους.
Αφήστε ένα σχόλιο