दबाव सेंसर के रूप में नैनोट्यूब

दबाव और प्रतिरोध के बीच रैखिक संबंध

दबाव में ब्लॉक में नैनोट्यूब © Rensselaer पॉलिटेक्निक संस्थान
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टेनी, कार्बन नैनोट्यूब के केवल तीन मिलीमीटर बड़े ब्लॉक परीक्षण में आदर्श दबाव सेंसर बन गए हैं। कई अन्य सामग्रियों के विपरीत, उन्होंने हमेशा मजबूत और एकाधिक दबाव में भी दबाव और विद्युत प्रतिरोध के बीच एक निरंतर रैखिक संबंध बनाए रखा। यह रिपोर्ट "अप्लाइड फिजिक्स लेटर्स" पत्रिका में अब अमेरिकी शोधकर्ताओं की है।

यद्यपि नैनोट्यूब के यांत्रिक गुणों का हाल के वर्षों में बड़े पैमाने पर शोध किया गया है, लेकिन रेनसेलेर पॉलिटेक्निक संस्थान के वैज्ञानिकों ने पहली बार दबाव बनाने के लिए छोटे कार्बन ट्यूबों की प्रतिक्रिया को अपनाया है। वे मुख्य रूप से उस रिश्ते की जांच करने से चिंतित थे जिसमें विभिन्न दबावों पर ट्यूबों का विद्युत प्रतिरोध बदलता है।

दबाव और प्रतिरोध के बीच रैखिक संबंध

अपने प्रयोगों के लिए, शोधकर्ताओं ने एक तरह के पेंच क्लैंप में कार्बन नैनोट्यूब के तीन-मिलीमीटर ब्लॉक को जकड़ लिया और दबाव के विभिन्न स्तरों के ऊपर से लागू किया गया। साथ ही उन्होंने ब्लॉक के माध्यम से बिजली भेजी और इसके विद्युत प्रतिरोध को मापा।

यह पाया गया कि ब्लॉक ने प्रतिरोध में बदलाव के साथ लागू दबाव का जवाब दिया। दोनों कारक एक रैखिक संबंध में थे: मजबूत ब्लॉक को संकुचित किया गया था, जितना अधिक प्रतिरोध बढ़ा। इस तरह के एक संबंध, एक आरेख में एक सीधी रेखा द्वारा दर्शाया गया है, भौतिक वैज्ञानिकों के लिए एकदम सही सोना है, क्योंकि यह हमें आसानी से और मज़बूती से भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है कि ब्लॉक का प्रतिरोध कुछ परिस्थितियों में कैसे व्यवहार करेगा।

दबाव सेंसर के रूप में आवेदन

अध्ययन के प्रमुख लेखक सुबलक्ष्मी श्रीकला बताते हैं, "लोड और तनाव के बीच रैखिक संबंध के कारण, सामग्री दबाव सेंसर के रूप में बहुत अच्छी तरह से अनुकूल है।" सेंसर एक साधारण संतुलन की तरह सिद्धांत रूप में काम करता है: यदि किसी अज्ञात वजन वाली वस्तु को नैनोट्यूब ब्लॉक पर रखा जाता है, तो यह संकुचित होता है और इसका विद्युत प्रतिरोध बढ़ता है। एक छोटा उछाल इस प्रतिरोध को मापता है और सटीक वजन निर्धारित होता है। प्रदर्शन

नैनोट्यूब ब्लॉक से बना एक सेंसर मज़बूती से इस तरह से बहुत छोटे दबाव अंतर दर्ज कर सकता है और इसलिए इसका उपयोग कई व्यावहारिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, इसे कार के टायरों में दबाव नापने का यंत्र या अर्धचालक के उत्पादन में माइक्रोइलेक्ट्रोनिक दबाव संवेदक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

शोधकर्ताओं के परीक्षणों से पता चला कि नैनोट्यूब ब्लॉक की भार सीमा इसकी मूल ऊंचाई का लगभग 65 प्रतिशत है। यदि इसे आगे भी संकुचित किया जाता है, तो यह अपनी संरचनात्मक अखंडता खो देता है और प्रतिरोध का रैखिक संबंध भी खो जाता है। लेकिन वैज्ञानिक पहले से ही ब्लॉक की स्थिरता को बढ़ाने के लिए काम कर रहे हैं, उदाहरण के लिए, बहुलक यौगिकों में मिश्रण। "चुनौती सही पॉलिमर चुनने की होगी ताकि हम दक्षता न खोएं लेकिन फिर भी सभी परिस्थितियों में एक ही प्रतिक्रिया प्राप्त करें, " श्रीलाल बताते हैं।

(रेंससेलर पॉलिटेक्निक संस्थान, 25.10.2007 - NPO)