నానోమెడిసిన్ & బయోథెరపీటిక్ డిస్కవరీ జర్నల్
అందరికి ప్రవేశం

నైరూప్య

నానోపార్టికల్ బీమ్ డిపాజిషన్‌తో కూడిన నానో మెటీరియల్స్ తయారీకి మార్గం

Richard E Palmer

అధునాతన పదార్థాలు లేదా పరికరాల ఉత్పత్తిలో నానోపార్టికల్ కిరణాలు ఏకీకృతం చేయబడిన భవిష్యత్ కర్మాగారాన్ని మేము ఊహించినట్లయితే, క్లస్టర్ బీమ్ నిక్షేపణ (CBD) కోసం క్లిష్టమైన పరిశోధన సవాళ్ల సమితి ఏర్పడుతుంది. వీటిలో నానోపార్టికల్ కంపోజిషన్ నియంత్రణ, పరిమాణం, పరిమాణం (స్కేల్-అప్), మద్దతుతో పరస్పర చర్య, పర్యావరణానికి ప్రతిస్పందన మరియు పనితీరు ధ్రువీకరణ ఉన్నాయి. బహుమతి అనేది నీటి శుద్ధి మరియు థెరానోస్టిక్స్ నుండి ఉత్ప్రేరక మరియు జ్ఞాపకాల వరకు ఉండే అప్లికేషన్‌ల సమితి. క్లస్టర్ బీమ్ విధానం ఆకుపచ్చగా ఉంటుంది; ఇందులో ద్రావకాలు మరియు ప్రసరించే పదార్థాలు ఉండవు; కణాలు పరిమాణం-ఎంపిక చేయబడతాయి మరియు లోహాల (నానోఅల్లాయ్‌లు) యొక్క సవాలు కలయికలను సులభంగా ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. ఇక్కడ మేము ఈ నాలుగు పరిశోధన సవాళ్లను చర్చిస్తాము: పర్యావరణం (ఉష్ణోగ్రత), స్కేల్-అప్, ఫార్ములేషన్ ఇంజనీరింగ్ మరియు ధ్రువీకరణ :(1) పర్యావరణం: అబెర్రేషన్-కరెక్టెడ్ స్కానింగ్ ట్రాన్స్‌మిషన్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (STEM) అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద డిపాజిటెడ్ క్లస్టర్‌ల ప్రవర్తనను పరిశోధించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. , నిర్మాణ రూపాంతరాలు మరియు (కోర్ మరియు ఉపరితల) ద్రవీభవన సహా. (2) స్కేల్-అప్: పారిశ్రామిక ఉత్ప్రేరకం R&Dకి సాధారణంగా ఒక గ్రాము ఉత్ప్రేరకం లేదా 10 mg క్లస్టర్‌లు 1% తగిన ఉత్ప్రేరకం మద్దతుపై లోడ్ అవుతాయి. మ్యాట్రిక్స్ అసెంబ్లీ క్లస్టర్ సోర్స్ (MACS) అరుదైన గ్యాస్ మ్యాట్రిక్స్ యొక్క అయాన్ బీమ్ స్పుట్టరింగ్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది, దీనిలో లోహ పరమాణువులు ముందుగా లోడ్ చేయబడతాయి. క్లస్టర్ తీవ్రతలో ఐదు ఆర్డర్‌ల స్కేలప్ ఇప్పటి వరకు సాధించబడింది. (3) ఫార్ములేషన్ ఇంజినీరింగ్: కావలసిన ఫంక్షనల్ అప్లికేషన్‌కు సరిపోయే రూపంలో సైజు-నియంత్రిత క్లస్టర్‌లను ప్రదర్శించే అనేక మార్గాలను మేము చర్చిస్తాము, ఉదా, ఉత్ప్రేరకము మరియు థెరానోస్టిక్స్. నానోస్కేల్‌పై ఫార్ములేషన్ ఇంజనీరింగ్ యొక్క ఈ ఉదాహరణలు లోహ క్లస్టర్ కిరణాలను పౌడర్‌లపై నేరుగా నిక్షేపించడం. (4) ధృవీకరణ: చివరిగా క్లస్టర్-ఆధారిత ఫంక్షనల్ మెటీరియల్స్ మరింత సాంప్రదాయ అధునాతన మెటీరియల్‌ల కంటే మెరుగైనవని చూపించడానికి ధ్రువీకరణ సవాలును వివరిస్తుంది. మేము సేంద్రీయ అణువుల హైడ్రోజనేషన్ (వాయువు మరియు ద్రవ దశలు రెండూ) పై దృష్టి పెడతాము లేదా ఫైన్ కెమికల్స్ సెక్టార్‌లో అప్లికేషన్‌లు మరియు నీటి విభజనపై దృష్టి పెడతాము.

సైన్స్ భవిష్యత్తును అంచనా వేయడం కష్టం. ఉదాహరణకు, గ్యాస్ ఫేజ్ కార్బన్ క్లస్టర్‌ల మాస్ స్పెక్ట్రా నుండి C ₆₀  మరియు దాని నిర్మాణం గుర్తించబడినప్పుడు, ఆవిష్కరణ ప్రవేశపెట్టిన కార్బన్ నానోటెక్నాలజీ యుగాన్ని కొందరు అంచనా వేయగలరు. C ₆₀ యొక్క ద్రావణీయత మరియు కార్యాచరణ , కార్బన్ నానోట్యూబ్‌ల గుర్తింపు మరియు సంశ్లేషణ మరియు గ్రాఫేన్ యొక్క ఉత్పత్తి మరియు భౌతికశాస్త్రం అంతర్జాతీయ R&D (మరియు కొంతవరకు పారిశ్రామిక) ప్రకృతి దృశ్యంపై ఊహించలేని ప్రభావాన్ని చూపాయి. ఇంటర్స్టెల్లార్ గ్యాస్‌లో ఖగోళ రసాయన ఆసక్తి ఉన్న అణువుల కోసం అన్వేషణ నుండి సాంకేతికత ఉద్భవించింది. ఈ చిన్న స్కెచ్ రచయితలకు మరొక రాడికల్ భవిష్యత్తు వైపు పురోగతిపై స్థితి నివేదికను ఇక్కడ అందించడానికి విశ్వాసాన్ని అందిస్తుంది-నానోపార్టికల్స్ సంశ్లేషణ (సాధారణంగా లోహాలు) పారిశ్రామిక స్థాయిలో ద్రావకాలు లేకుండా మరియు తత్ఫలితంగా ప్రసరించే పదార్థాలు, లవణాలు లేకుండా మరియు కొన్నిసార్లు వాటితో పాటు వచ్చే విషపూరితం. నియంత్రణలో అధిక ఖచ్చితత్వంతో పర్యావరణంలోకి అవాంఛిత నానోపార్టికల్ తప్పించుకునే అవకాశాలు ఉత్పత్తి చేయబడిన నానోపార్టికల్స్ యొక్క పరిమాణం, ఆకారం మరియు కూర్పు మరియు ఉత్ప్రేరకాలు మరియు సెన్సార్ల నుండి ఫోటోనిక్స్, ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు థెరానోస్టిక్స్ వరకు అప్లికేషన్‌లతో. వాస్తవానికి, మా కథ నానోకార్బన్ శకం యొక్క మూలం-వాక్యూమ్ చాంబర్‌లో ఉచిత పరమాణు సమూహాల ఉత్పత్తి మరియు సామూహిక ఎంపిక వంటి సరిగ్గా అదే స్థలంలో ప్రారంభమవుతుంది. మార్గంలో ఇప్పటివరకు ఉన్న దశలలో అటువంటి క్లస్టర్‌ల కిరణాలను వాక్యూమ్‌లోని ఉపరితలాలపై నిక్షేపించడం, క్లస్టర్-ఉపరితల పరస్పర చర్య యొక్క ముఖ్య అంశాలను వివరించడం మరియు డిపాజిటెడ్ క్లస్టర్‌ల యొక్క సంభావ్య అప్లికేషన్‌ల ప్రదర్శనలు ఉన్నాయి. నానోగ్రామ్ నుండి గ్రామ్ స్కేల్ మరియు అంతకు మించి క్లస్టర్ బీమ్ నిక్షేపణ యొక్క అవసరమైన స్కేల్-అప్ మరియు నానోక్లస్టర్‌లను సముచితమైన ఫంక్షనల్ ఆర్కిటెక్చర్‌లలో ప్రాసెస్ చేయడం మరియు ఏకీకృతం చేయడం, బలీయమైన కానీ పరిష్కరించగల ప్రధానమైన ప్రస్తుత సవాళ్లు. , సూత్రీకరణ ఇంజనీరింగ్ సమస్య. ఈ సవాళ్లను పరిష్కరించే పరిశోధన ఈ ఖాతాలో క్లస్టర్ ఉత్పత్తి (సాంప్రదాయ నానోగ్రామ్ స్కేల్‌లో), స్వీయ-ఎంపిక పరిమాణం, గోళాకార రహిత ఆకృతుల నియంత్రణ మరియు నాన్‌స్ఫెరికల్ బైనరీ నానోపార్టికల్‌ల ఉదాహరణల ద్వారా వివరించబడింది; మాగ్నెట్రాన్ స్పుట్టరింగ్, గ్యాస్ కండెన్సేషన్ క్లస్టర్ సోర్స్ మరియు ముఖ్యంగా మ్యాట్రిక్స్ అసెంబ్లీ క్లస్టర్ సోర్స్ (MACS)తో మాగ్నిట్యూడ్ ఆర్డర్‌ల ద్వారా క్లస్టర్ బీమ్ ఉత్పత్తిని స్కేల్-అప్ చేయడం ద్వారా; మరియు సంబంధిత వాతావరణాలలో (ద్రవ మరియు ఆవిరి దశలు రెండూ) గ్యాస్ సెన్సింగ్‌లో మరియు వైవిధ్య ఉత్ప్రేరకంలో (ఇది గ్రామ్ స్కేల్‌లో) డిపాజిట్ చేసిన క్లస్టర్‌లను వాగ్దానం చేయడం ద్వారా. ఇక్కడ వివరించిన కొత్త నమూనా యొక్క తయారీ ఇంజనీరింగ్‌పై ప్రభావం నిస్సందేహంగా తీవ్రమైనది; ఆర్థిక విజయావకాశాలు సాధారణంగానే అనిశ్చితితో నిండి ఉన్నాయి. పాఠకులు వారి స్వంత తీర్పులను రూపొందించుకోనివ్వండి.