விஞ்ஞானிகள் தன்னைத் தானே சரிசெய்து, பல நூற்றாண்டுகளாக இயந்திரங்களின் ஆயுளை நீட்டிக்கும் பொருளை உருவாக்குகிறார்கள்

அமெரிக்காவில் உள்ள நார்த் கரோலினா ஸ்டேட் யுனிவர்சிட்டி ஆராய்ச்சியாளர்கள், ஆயிரம் முறைக்கு மேல் உள் சேதத்தை சரிசெய்யும் திறன் கொண்ட சுய பழுதுபார்க்கும் கலவையை உருவாக்குவதாக அறிவித்தனர். இந்த கண்டுபிடிப்பு, ஃபைபர்-வலுவூட்டப்பட்ட பாலிமர் கலவைகளில் உள்ள டிலாமினேஷன் போன்ற மெட்டீரியல் இன்ஜினியரிங்கில் நீண்டகாலமாக இருக்கும் பிரச்சனையை நிவர்த்தி செய்கிறது, மேலும் விமானம் மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் போன்ற துறைகளில் உள்ள கூறுகளின் ஆயுளை 500 ஆண்டுகள் வரை நீட்டிக்க முடியும். இந்த ஆய்வு சமீபத்தில் தேசிய அறிவியல் அகாடமியின் செயல்முறைகள் இதழில் வெளியிடப்பட்டது, இது நிஜ வாழ்க்கை நிலைமைகளை உருவகப்படுத்தும் சோதனைகளை எடுத்துக்காட்டுகிறது.

பொருள் ஒரு 3D-அச்சிடப்பட்ட தெர்மோபிளாஸ்டிக் அடுக்கு மற்றும் உள்ளமைக்கப்பட்ட வெப்பமூட்டும் கூறுகளை ஒருங்கிணைக்கிறது, இது விரிசல்கள் கண்டறியப்படும்போது பழுதுபார்க்கும் செயல்முறையை செயல்படுத்துகிறது. இதன் விளைவாக, விமான இறக்கைகள் அல்லது காற்று விசையாழி கத்திகள் போன்ற கட்டமைப்புகள் பாரம்பரிய கலவைகளை விட நான்கு மடங்கு அதிக ஆரம்ப வலிமையைப் பெறுகின்றன. தொழில்நுட்பமானது, அணுகுவதற்கு கடினமான சூழல்களில் தொழிற்சாலை கழிவுகளை குறைப்பதுடன், பராமரிப்பு மற்றும் ஆய்வு செலவுகளை குறைப்பதாக உறுதியளிக்கிறது.

திட்டத்தில் ஈடுபட்டுள்ள வல்லுநர்கள், அவ்வப்போது பழுதுபார்க்கும் செயல்பாடுகளுடன், பொருள் அதன் கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாட்டை நீண்ட காலத்திற்கு பராமரிக்கும் என்று மதிப்பிடுகின்றனர். விண்கலம் மற்றும் சுற்றுப்பாதை நிலையங்களில் உள்ள பயன்பாடுகள் குறிப்பாக கைமுறையான தலையீடுகள் நடைமுறைக்கு மாறானவை. இந்த முன்னேற்றம் உயர் செயல்திறன் கொண்ட தொழில்களில் நிலைத்தன்மையை நோக்கிய ஒரு குறிப்பிடத்தக்க படியாகும்.

தொழில்நுட்ப கலவை விவரங்கள்

கலவையானது ஃபைபர்-வலுவூட்டப்பட்ட பாலிமரில் இருந்து உருவாகிறது, பாலியை (எத்திலீன்-கோ-மெத்தாக்ரிலிக் அமிலம்) குணப்படுத்தும் முகவராக இணைக்கிறது. EMAA என அழைக்கப்படும் இந்த பொருள், 3D பிரிண்டிங் வழியாக மெல்லிய அடுக்குகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இழைகளுக்கு இடையே ஒட்டுதலை அதிகரிக்கிறது மற்றும் ஆரம்ப பிரிப்புகளைத் தடுக்கிறது. உட்பொதிக்கப்பட்ட கார்பன் நானோகுழாய்களில் மின் நீரோட்டங்களால் சூடாக்கப்படும் போது, ​​அடுக்கு நுண் முறிவுகளை நிரப்ப பாய்கிறது, இது இன்டர்லேமினார் கடினத்தன்மையை மீட்டெடுக்கிறது.

ஆய்வக சோதனைகள் 40 நாட்களில் ஆயிரம் சுழற்சிகளின் சேதம் மற்றும் பழுதுபார்ப்புக்கு உட்படுத்தப்பட்டன, இது படிப்படியாக ஆனால் மெதுவாக செயல்திறன் குறைவதைக் காட்டுகிறது. காலாண்டு பழுதுபார்ப்பு 125 ஆண்டுகள் பயன்பாட்டிற்கு உத்தரவாதம் அளிக்கிறது என்று புள்ளிவிவர மாதிரிகள் கணிக்கின்றன, அதே நேரத்தில் வருடாந்திர பழுது 500 ஆண்டுகள் வரை நீட்டிக்கப்படுகின்றன. உடைந்த நார்ச்சத்து எச்சங்கள் நீண்ட கால சிகிச்சைமுறையை பாதிக்கிறது என்றாலும், இந்த அமைப்பு வழக்கமான பொருட்களின் வரம்புகளை மீறுகிறது, இது 15 முதல் 40 ஆண்டுகள் மட்டுமே நீடிக்கும்.

தொழில்துறை துறைகளில் பயன்பாடுகள்

விமானப் போக்குவரத்தில், இந்த பொருள் உருகிகள் மற்றும் இறக்கைகளில் பயன்படுத்தப்படலாம், பராமரிப்பு நிறுத்தங்களின் தேவையை குறைக்கிறது. விண்வெளித் துறையில் உள்ள நிறுவனங்கள் ஏற்கனவே கிரகங்களுக்கு இடையிலான விமானங்கள் போன்ற நீண்ட கால பயணங்களுக்கான தொழில்நுட்பத்தை ஒருங்கிணைப்பதில் ஆர்வம் காட்டி வருகின்றன. உயர்ந்த ஆரம்ப வலிமையானது, தீவிர நிலைமைகளின் கீழ் புறப்படுதல் மற்றும் தரையிறங்குதல் போன்ற தீவிர நடவடிக்கைகளின் போது ஏற்படும் தோல்விகளைக் குறைக்கிறது.

காற்றாலை ஆற்றல் துறையில், கடல் விசையாழி கத்திகள் சுய-குணப்படுத்துதலால் பயனடைகின்றன, அதிக காற்று மற்றும் உப்பு அரிப்பை அடிக்கடி தலையிடாமல் எதிர்கொள்கின்றன. இது இயக்கச் செலவைக் குறைக்கிறது மற்றும் ஒட்டுமொத்த ஆற்றல் செயல்திறனை அதிகரிக்கிறது. தொலைதூரப் பகுதிகளில் காற்றாலைப் பண்ணை திட்டங்கள் சாத்தியமானதாகி, புதுப்பிக்கத்தக்க ஆதாரங்களுக்கான மாற்ற இலக்குகளுக்கு பங்களிக்கிறது.

சந்திர தொகுதிகள் அல்லது செயற்கைக்கோள்கள் போன்ற விண்வெளி கட்டமைப்புகள், வெற்றிடத்தில் அல்லது தீவிர கதிர்வீச்சில் செயல்படும் கலவையுடன் தன்னாட்சி பெறுகின்றன. காப்புரிமை ஏற்கனவே ஒரு தொடக்கத்திற்கு உரிமம் பெற்றுள்ளது, வணிகமயமாக்கலை துரிதப்படுத்துகிறது. வாகனத் தொழில்கள் மின்சார வாகனங்களுக்கான தழுவல்களை ஆராய்கின்றன, அங்கு நீடித்து நிலைத்திருப்பது பேட்டரிகள் மற்றும் சேஸ்ஸின் நிலைத்தன்மையை பாதிக்கிறது.

நடைமுறை செயல்படுத்துவதில் உள்ள சவால்கள்

உறுதியளிக்கும் அதே வேளையில், வெகுஜன உற்பத்திக்கான அளவிடுதலில் பொருள் தடைகளை எதிர்கொள்கிறது. வெப்பமூட்டும் கூறுகளை ஒருங்கிணைக்க, ஏற்கனவே உள்ள உற்பத்தி செயல்முறைகளில் சரிசெய்தல் தேவைப்படுகிறது, இது முன்கூட்டியே செலவுகளை அதிகரிக்கும். சிறிய தொழில்களுக்கு கணினியை அணுகக்கூடியதாக மாற்றுவதற்கு மேம்படுத்தல்களில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் பணியாற்றி வருகின்றனர்.

செயல்படுத்துவதற்கு மின் ஆற்றலைச் சார்ந்திருப்பது, தனிமைப்படுத்தப்பட்ட பகுதிகள் போன்ற நிலையான ஆதாரங்கள் இல்லாத சூழல்களில் பயன்பாடுகளைக் கட்டுப்படுத்தலாம். கலப்பின தீர்வுகள், தன்னாட்சி உணரிகளை இணைத்து, செயல்முறையை தானியக்கமாக்க ஆய்வு செய்யப்படுகிறது. கோட்பாட்டு மாதிரிகளை சரிபார்க்கவும் அளவுருக்களை சரிசெய்யவும் உண்மையான கள சோதனைகள் அவசியம்.

பொருளாதார மற்றும் சுற்றுச்சூழல் நன்மைகள்

பயனுள்ள ஆயுளை நீட்டிப்பது மாற்றீடுகளின் அதிர்வெண்ணைக் குறைக்கிறது, மூலப்பொருட்கள் மற்றும் உழைப்புக்கான செலவுகளைக் குறைக்கிறது. விமானப் போக்குவரத்து போன்ற துறைகள் வருடாந்திர பராமரிப்பில் பில்லியன்களை சேமிக்கின்றன, வளங்களை புதுமைகளுக்கு திருப்பி விடுகின்றன. குறைந்த கழிவு உற்பத்தி உலகளாவிய சுற்றுச்சூழல் விதிமுறைகளுடன் ஒத்துப்போகிறது, இது ஒரு வட்டப் பொருளாதாரத்தை ஊக்குவிக்கிறது.

நேர்மறையான தாக்கங்களில் புதிய கூறுகளின் உற்பத்தியுடன் தொடர்புடைய குறைக்கப்பட்ட கார்பன் உமிழ்வுகள் அடங்கும். அதிக ஆயுட்காலம் கொண்ட காற்றாலை விசையாழிகள் சுத்தமான ஆற்றல் உற்பத்தியை அதிகரிக்கின்றன, காலநிலை மாற்றத்தை எதிர்த்துப் போராட உதவுகின்றன. தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தும் நிறுவனங்கள் நிலையான சந்தைகளில் ஒரு போட்டி நன்மையைப் பெறுகின்றன.

தொடர்புடைய ஆராய்ச்சியில் முன்னேற்றம்

உயிரியல் செயல்முறைகளைப் பிரதிபலிக்கும் பாலிமர்களை மையமாகக் கொண்ட 1930 களில் ஆரம்பகால சோதனைகளிலிருந்து சுய-குணப்படுத்தும் பொருட்கள் உருவாகியுள்ளன. தற்போதைய வளர்ச்சியானது மூலக்கூறு துல்லியத்திற்கான நானோ தொழில்நுட்பத்தை ஒருங்கிணைக்கிறது, விரைவாக செயல்திறனை இழந்த முந்தைய இரசாயன அணுகுமுறைகளிலிருந்து தன்னை வேறுபடுத்திக் கொள்கிறது. உருவகப்படுத்தப்பட்ட நிலைமைகளின் கீழ் அமெரிக்க பல்கலைக்கழகங்களுக்கிடையிலான ஒத்துழைப்பு சோதனைகளை துரிதப்படுத்துகிறது.

விரிசல்களை சரிசெய்ய பாக்டீரியாவுடன் கூடிய கான்கிரீட் போன்ற இணையான கண்டுபிடிப்புகள், சிவில் கட்டுமானத்தில் கலப்பின பயன்பாடுகளை ஊக்குவிக்கின்றன. இருப்பினும், FRP கலவையானது அதிக இயந்திர அழுத்தத்திற்கு அதன் எதிர்ப்பிற்காக தனித்து நிற்கிறது. எதிர்கால ஆய்வுகள் சேதத்தை கணிக்க மற்றும் தடுப்பு சிகிச்சைகளை செயல்படுத்த செயற்கை நுண்ணறிவை ஒருங்கிணைப்பதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன.

வணிகமயமாக்கலுக்கான முன்னோக்குகள்

காப்புரிமைக்கு உரிமம் வழங்கிய ஸ்டார்ட்அப் ஸ்ட்ரக்டரிக்ஸ் இன்க்., வரும் மாதங்களில் தொழில்துறை சோதனைக்கான முன்மாதிரிகளைத் திட்டமிடுகிறது. விமானம் மற்றும் விசையாழி உற்பத்தியாளர்களுடனான கூட்டாண்மை பேச்சுவார்த்தையில் உள்ளது, இது ஒழுங்குமுறை சான்றிதழ்களை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. பொருள் FAA மற்றும் ஐரோப்பிய ஏஜென்சிகளின் பாதுகாப்புத் தரங்களைச் சந்திக்கிறது, இது உலகளாவிய தத்தெடுப்பை எளிதாக்குகிறது.

ஆரம்ப செயலாக்க செலவுகள் நீண்ட ஆயுளால் ஈடுசெய்யப்படுகின்றன, சில ஆண்டுகளில் முதலீட்டின் மீதான வருமானம். தன்னாட்சி வாகனங்கள் மற்றும் ரோபாட்டிக்ஸ் போன்ற வளர்ந்து வரும் சந்தைகள், நிலையான தேய்மானம் மற்றும் கிழிவுக்கு வெளிப்படும் கூறுகளுக்கான தழுவல்களை ஆராய்கின்றன. இலகுவான மற்றும் திறமையான வடிவமைப்புகளுக்கு தொழில்நுட்பம் வழி வகுக்கிறது.

டிலாமினேஷன், அவற்றின் கண்டுபிடிப்பிலிருந்து கலவைகளில் ஒரு தொடர்ச்சியான பிரச்சனை, இப்போது கட்டமைப்பு பொறியியலை மாற்றியமைக்கும் ஒரு சாத்தியமான தீர்வு உள்ளது. உள்ளமைக்கப்பட்ட சென்சார்கள் மூலம் செயல்படுத்தப்படும் பழுது மூலம், பொருள் அதன் சொந்த ஒருமைப்பாட்டைக் கண்காணிக்கிறது, பேரழிவு தோல்விகளைத் தடுக்கிறது. பாதுகாப்புத் தொழில்கள் இராணுவ உபகரணங்களில் உள்ள பயன்பாடுகளைக் கருத்தில் கொள்கின்றன, அங்கு விரோதமான சூழ்நிலைகளில் நீடித்து நிலைத்தன்மை முக்கியமானது. முன்னேற்றமானது தொழில்நுட்ப கண்டுபிடிப்புகளில் அமெரிக்காவின் நிலையை வலுப்படுத்துகிறது, மேம்பட்ட பொருட்களின் ஏற்றுமதியை அதிகரிக்கிறது.