क्वांटम टनलिंग कम्पोजिट

[[ मात्रा टनलिंग]] कंपोजिट (QTCs) धातुओं की मिश्रित सामग्री और गैर-विद्युत चालन elastomer बाइंडर हैं, जिनका उपयोग दबाव सेंसर के रूप में किया जाता है। वे क्वांटम टनलिंग का उपयोग करते हैं: दबाव के बिना, प्रवाहकीय तत्व बिजली के संचालन के लिए बहुत दूर हैं; जब दबाव लगाया जाता है, तो वे करीब आते हैं और इलेक्ट्रॉन विद्युत इन्सुलेशन के माध्यम से सुरंग बना सकते हैं। शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स (गैर-क्वांटम) प्रभावों की तुलना में प्रभाव कहीं अधिक स्पष्ट है, क्योंकि शास्त्रीय विद्युत प्रतिरोध रैखिक (दूरी के समानुपाती) है, जबकि क्वांटम टनलिंग घटती दूरी के साथ घातीय कार्य है, जिससे प्रतिरोध को बदलने की अनुमति मिलती है। 10 तक का कारक12 दाबित और अदाबित अवस्थाओं के बीच। क्वांटम टनलिंग कंपोजिट विशेष साहित्य में कई पदनाम रखते हैं, जैसे: प्रवाहकीय / अर्ध-प्रवाहकीय बहुलक समग्र, पीज़ोरेसिस्टिव प्रभाव  | पीजो-रेसिस्टिव सेंसर और बल-संवेदन रोकनेवाला (FSR)। हालाँकि, कुछ मामलों में बल-संवेदन प्रतिरोधक मुख्य रूप से  टपकन  व्यवस्था के तहत काम कर सकते हैं; इसका तात्पर्य यह है कि समग्र प्रतिरोध एक वृद्धिशील लागू तनाव (यांत्रिकी) या बल के लिए बढ़ता है।

परिचय
क्यूटीसी की खोज 1996 में तकनीशियन डेविड लस्सी द्वारा की गई थी, जब वह एक विद्युत प्रवाहकीय चिपकने वाला विकसित करने का तरीका खोज रहे थे। Lussey ने Peratech Ltd की स्थापना की, जो अनुसंधान कार्य और QTCs के उपयोग के लिए समर्पित कंपनी है। पेराटेक लिमिटेड और अन्य कंपनियां स्पर्श प्रौद्योगिकी में सुधार के लिए क्वांटम टनलिंग कंपोजिट विकसित करने पर काम कर रही हैं। वर्तमान में, इसकी उच्च लागत के कारण QTC का सीमित उपयोग है, लेकिन अंततः यह तकनीक सामान्य उपयोगकर्ता के लिए उपलब्ध होने की उम्मीद है। क्वांटम टनलिंग कंपोजिट लोचदार, रबर जैसी गुणों वाले इलास्टोमेर और धातु के कणों (निकल) के साथ बहुलक कंपोजिट के संयोजन हैं। सेंसर संदूषण में नो-एयर गैप के कारण या संपर्क बिंदुओं के बीच हस्तक्षेप असंभव है। संपर्क बिंदुओं के बीच विद्युत चाप, विद्युत चिंगारी की भी बहुत कम या कोई संभावना नहीं है। QTC की निष्क्रिय अवस्था में, प्रवाहकीय तत्व इलेक्ट्रॉन आवेशों को पारित करने के लिए एक दूसरे से बहुत दूर हैं। इस प्रकार, क्वांटम-टनलिंग कम्पोजिट पर कोई दबाव नहीं होने पर करंट प्रवाहित नहीं होता है। QTC का लक्षण वर्णन इसकी नुकीली सिलिकॉन से ढकी सतह है। स्पाइक्स वास्तव में स्पर्श नहीं करते हैं, लेकिन जब क्यूटीसी पर एक बल लगाया जाता है, तो स्पाइक्स एक दूसरे के करीब जाते हैं और एक [क्वांटम] प्रभाव तब होता है जब इलेक्ट्रॉनों की उच्च सांद्रता एक स्पाइक टिप से अगले तक प्रवाहित होती है। बल हटा लेने पर विद्युत धारा रुक जाती है।

प्रकार
क्यूटीसी विभिन्न रूपों में आते हैं और प्रत्येक रूप का अलग-अलग उपयोग किया जाता है लेकिन विकृत होने पर एक समान प्रतिरोध परिवर्तन होता है। क्यूटीसी गोलियां क्यूटीसी का सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकार है। गोलियां दबाव के प्रति संवेदनशील चर प्रतिरोधक हैं। पारित विद्युत प्रवाह की मात्रा लागू दबाव की मात्रा के आनुपातिक रूप से आनुपातिक है। क्यूटीसी गोलियों का उपयोग इनपुट सेंसर के रूप में किया जा सकता है जो एक लागू बल का जवाब देते हैं। क्यूटीसी शीट्स की तुलना में उच्च धाराओं को नियंत्रित करने के लिए इन गोलियों का उपयोग उपकरणों में भी किया जा सकता है। क्यूटीसी शीट तीन परतों से बनी होती हैं: क्यूटीसी सामग्री की एक पतली परत, एक प्रवाहकीय सामग्री और एक प्लास्टिक इन्सुलेटर। क्यूटीसी शीट उच्च से निम्न प्रतिरोध और इसके विपरीत त्वरित स्विच की अनुमति देती हैं।

अनुप्रयोग
फरवरी 2008 में नवगठित कंपनी क्यूआईओ सिस्टम्स इंक ने क्यूटीसी प्रौद्योगिकी पर आधारित इलेक्ट्रॉनिक्स और टेक्सटाइल टचपैड के लिए बौद्धिक संपदा और डिजाइन अधिकारों के लिए दुनिया भर में अनन्य लाइसेंस, पेराटेक के साथ एक सौदे में प्राप्त किया। और उपभोक्ता और वाणिज्यिक अनुप्रयोगों दोनों में उपयोग के लिए ElekTex (QTC- आधारित) टेक्सटाइल टचपैड के निर्माण और बिक्री के लिए। क्यूटीसी का उपयोग 2012 में नासा के रोबोनॉट में उंगलियों की संवेदनशीलता प्रदान करने के लिए किया गया था। रोबोनॉट जीवित रहने और अंतरिक्ष से विस्तृत प्रतिक्रिया भेजने में सक्षम था। मानव जैसे रोबोट पर लगे सेंसर यह बताने में सक्षम थे कि यह कितना कठिन और कहां से किसी चीज को पकड़ रहा है। क्वांटम टनलिंग कंपोजिट अपेक्षाकृत नए हैं और अभी भी शोध और विकसित किए जा रहे हैं। QTC को "स्मार्ट" बनाने के लिए कपड़ों के भीतर लागू किया गया है, कपड़ों के भीतर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए स्पर्श करने योग्य झिल्ली नियंत्रण पैनल, उदा। mp3 प्लेयर या मोबाइल फोन। यह उपकरणों को कपड़ों की परतों को हटाए बिना या बन्धनों को खोले बिना संचालित करने की अनुमति देता है और मानक उपकरण को चरम मौसम या पर्यावरणीय परिस्थितियों जैसे आर्कटिक/अंटार्कटिक अन्वेषण या स्पेससूट में प्रयोग करने योग्य बनाता है।

क्यूटीसी के निम्नलिखित संभावित उपयोग हैं:
 * प्रशिक्षण डमी या फेंसिंग जैकेट जैसी खेल सामग्री को क्यूटीसी सामग्री में शामिल किया जा सकता है। सामग्री पर सेंसर प्रभाव के बल पर जानकारी रिले कर सकते हैं।
 * ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में मिरर और विंडो ऑपरेशन जैसे जेस्चर, स्ट्रोक या स्वाइप का उपयोग किया जा सकता है। इशारे से लगाए गए दबाव की मात्रा के आधार पर, कार के पुर्जे तेज गति या धीमी गति से वांछित सेटिंग में समायोजित होंगे। जितना अधिक दबाव डाला जाएगा, उतनी ही तेजी से ऑपरेशन होगा।
 * ब्लड प्रेशर कफ: ब्लड प्रेशर कफ में क्यूटीसी अनुचित कफ अटैचमेंट से गलत रीडिंग को कम करता है। सेंसर बताते हैं कि किसी व्यक्ति के ब्लड प्रेशर को पढ़ने के लिए कितने तनाव की जरूरत होती है।