पराश्रव्य तुंड

पराश्रव्य तुंड एक प्रकार का फुहार तुंड है जो दाब वैद्युत् ट्रांसड्यूसर द्वारा उत्पादित उच्च आवृत्ति कंपन का उपयोग करता है जो तुंड टिप पर कार्य करता है जो एक तरल फिल्म में केशिकात्वीय तरंग बनाता है। एक बार जब केशिकात्वीय तरंग का आयाम एक महत्वपूर्ण ऊंचाई (जनरेटर द्वारा आपूर्ति की गई शक्ति के स्तर के कारण) तक पहुंच जाता है, तो वे खुद को सहारा देने के लिए बहुत लंबे हो जाते हैं और एयरोसोल के परिणामस्वरूप छोटी बूंदें प्रत्येक लहर की नोक से गिर जाती हैं। उत्पादित प्रारंभिक छोटी बूंद के आकार को प्रभावित करने वाले प्राथमिक कारक कंपन की आवृत्ति, सतह तनाव और तरल की विस्कासिता हैं। आवृत्तियों सामान्यत: 20–180 kHz की सीमा में होती हैं, जो मानव श्रवण की सीमा से परे होती हैं, जहाँ उच्चतम आवृत्तियों सबसे छोटी बूँद आकार का उत्पादन करती हैं।

इतिहास
1962 में डॉ. रॉबर्ट लैंग ने इस काम पर आगे बढ़ते हुए अनिवार्य रूप से रायले के तरल तरंग दैर्ध्य के सापेक्ष अपने परमाणु आकार के बीच एक सहसंबंध सिद्ध किया। डॉ. हार्वे एल. बर्जर ने सबसे पहले पराश्रव्य तुंड का व्यावसायीकरण किया था। है।

अनुप्रयोग
प्रौद्योगिकी के बाद के उपयोगों में रक्त संग्रह नलिका का विलेप, मुद्रित परिपथ पट्ट पर अपशिष्टों का छिड़काव, प्रत्यारोपण ड्रग एल्यूटिंग स्टेंट और बैलून/नलिका, प्लव कांच निर्माण विलेप्स सम्मलित हैं। भोजन पर प्रतिसूक्ष्मजीवी विलेप, दूसरों के बीच सौर सेल और ईंधन सेल निर्माण के लिए सटीक अर्धचालक विलेप्स और वैकल्पिक ऊर्जा विलेप्स है।

ड्रग एल्यूटिंग स्टेंट और ड्रग विलेप गुब्बारे
सिरोलिमस (जिसे रैपामाइसिन भी कहा जाता है) और पैक्लिटैक्सेल जैसे दवाइयों  ड्रग एल्यूटिंग स्टेंट (डीईएस) और ड्रग-लेपित गुब्बारे (डीसीबी) की सतह पर लेपित होते हैं। इन उपकरणों को पराश्रव्य फुहार तुंड से बहुत लाभ होता है क्योंकि वे बिना किसी नुकसान के लेप लगाने की क्षमता रखते हैं। डीईएस और डीसीबी जैसे चिकित्सा उपकरणों को उनके छोटे आकार के कारण बहुत संकीर्ण फुहार पैटर्न, कम-वेग वाले कणित फुहार और कम दबाव वाली हवा की आवश्यकता होती है।

ईंधन सेल
शोध से पता चला है कि प्रोटॉन विनिमय झिल्ली ईंधन सेल के निर्माण के लिए पराश्रव्य तुंड का प्रभावी ढंग से उपयोग किया जा सकता है। सामान्यत: उपयोग की जाने वाली स्याही प्लैटिनम -कार्बन निलंबन होती है, जहां प्लेटिनम सेल के अंदर उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। प्रोटॉन विनिमय झिल्ली में उत्प्रेरक को लागू करने के पारंपरिक तरीकों में सामान्यत: आवरण मुद्रण या डॉक्टर-ब्लेड सम्मलित होते हैं। चूंकि, इन विधियों के परिणामस्वरूप सेल में गैर-समान गैस प्रवाह के परिणामस्वरूप उत्प्रेरक की प्रवृत्ति के कारण अवांछित सेल प्रदर्शन हो सकता है और उत्प्रेरक को पूरी तरह से उजागर होने से रोक सकता है, जोखिम है कि विलायक या वाहक तरल झिल्ली में अवशोषित हो सकता है, जिनमें से दोनों प्रोटॉन विनिमय दक्षता को बाधित करते हैं। जब पराश्रव्य तुंड का उपयोग किया जाता है, छोटी और एक समान बूंद के आकार की प्रकृति द्वारा स्प्रे को जितना आवश्यक हो उतना सूखा बनाया जा सकता है, बूंदों की यात्रा की दूरी को अलग-अलग करके और सब्सट्रेट को कम गर्मी लागू करके, जैसे कि बूंदें सूख जाती हैं। सब्सट्रेट तक पहुंचने से पहले हवा प्रक्रिया इंजीनियरों का अन्य तकनीकों के विपरीत इस प्रकार के चरों पर बेहतर नियंत्रण होता है। इसके अतिरिक्त, क्योंकि पराश्रव्य तुंड परमाणुकरण से ठीक पहले और उसके दौरान निलंबन को ऊर्जा प्रदान करता है, निलंबन में संभावित समूह टूट जाते हैं जिसके परिणामस्वरूप उत्प्रेरक की समरूपता और विषमता वितरण होती है, जिसके परिणामस्वरूप उत्प्रेरक और बदले में ईंधन सेल की उच्च दक्षता होती है

पारदर्शी प्रवाहकीय फिल्म
पारदर्शी प्रवाहकीय फिल्मों (TCF) के निर्माण में इंडियम टिन ऑक्साइड (ITO) की फिल्मों को बनाने के लिए पराश्रव्य फुहार तुंड तकनीक का उपयोग किया गया है। आईटीओ में उत्कृष्ट पारदर्शिता और कम शीट प्रतिरोध है, चूंकि यह एक दुर्लभ सामग्री है और तरेड़न के लिए प्रवण है, जो इसे नए लचीले टीसीएफ के लिए अच्छा उम्मीदवार नहीं बनाता है। दूसरी ओर ग्राफीन को एक लचीली फिल्म में बनाया जा सकता है, जो अत्यंत प्रवाहकीय है और इसमें उच्च पारदर्शिता है। एजी नैनोवायर्स (AgNWs) को जब ग्राफीन के साथ जोड़ा जाता है, तो इसे ITO के लिए एक आशाजनक बेहतर TCF विकल्प बताया गया है। पूर्व अध्ययन चक्रण और बार विलेप विधियों पर ध्यान केंद्रित करते हैं जो बड़े क्षेत्र के टीसीएफ के लिए उपयुक्त नहीं हैं। ग्राफीन ऑक्साइड के पराश्रव्य फुहार और AgNWs के पारंपरिक फुहार का उपयोग करने वाली एक बहु-चरणीय प्रक्रिया, जिसके बाद हाइड्राज़ीन वाष्प में कमी होती है, इसके बाद पॉलिमिथाइल मेथाक्रायलेट (पीएमएमए) टॉपकोट के अनुप्रयोग के परिणामस्वरूप एक छीलने योग्य टीसीएफ होता है जिसे बड़े आकार में बढ़ाया जा सकता है।

कार्बन नैनोट्यूब
सीएनटी पतली फिल्मों का उपयोग वैकल्पिक सामग्री के रूप में पारदर्शी संवाहक फिल्मों (टीसीओ परतों) को बनाने के लिए किया जाता है। टच पैनल डिस्प्ले या अन्य ग्लास सबस्ट्रेट्स के साथ-साथ जैविक सौर सेल सक्रिय परतों के लिए है।

एमईएम वेफर्स पर प्रकाश प्रतिरोध फुहार
माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक प्रणाली (एमईएम) छोटे माइक्रोफैब्रिकेशन उपकरण हैं जो विद्युत और यांत्रिक घटकों को मिलाते हैं। उपकरण आकार में एक माइक्रोन से लेकर मिलीमीटर के आकार में भिन्न होते हैं, व्यक्तिगत रूप से कार्य करते हैं या सूक्ष्म पैमाने पर यांत्रिक प्रक्रियाओं को समझने, नियंत्रित करने और सक्रिय करने के लिए सरणियों में होते हैं। उदाहरणों में दाब संवेदक, प्रवेगमापी और माइक्रोइंजिन सम्मलित हैं। एमईएम के निर्माण में प्रकाश प्रतिरोध की एक समान परत जमा करना सम्मलित है सी वेफर पर चक्रण विलेप तकनीक का उपयोग करके आईसी निर्माण में वेफर्स पर पारंपरिक रूप से प्रकाश प्रतिरोध लगाया गया है। जटिल एमईएम उपकरणों में, जिनमें उच्च पहलू अनुपात के साथ निक्षारित क्षेत्र होते हैं, चक्रण विलेप तकनीकों का उपयोग करते हुए गहरे खांचे और खाइयों के शीर्ष, साइड की दीवारों और तलवों के साथ समान कवरेज प्राप्त करना मुश्किल हो सकता है, क्योंकि अतिरिक्त हटाने के लिए आवश्यक चक्रण की उच्च दर होती है। तरल पराश्रव्य फुहार तकनीकों का उपयोग उच्च पहलू अनुपात MEMs उपकरणों पर प्रकाश प्रतिरोध की एकसमान विलेप्स को फुहार करने के लिए किया जाता है और प्रकाश प्रतिरोध के उपयोग और अधिक फुहार को कम कर सकता है।

मुद्रित सर्किट बोर्ड
पराश्रव्य तुंड की अरोधी प्रकृति, उनके द्वारा बनाई गई छोटी और समान छोटी बूंद का आकार, और तथ्य यह है कि फुहार प्लम को कसकर नियंत्रित हवा को आकार देने वाले उपकरणों द्वारा आकार दिया जा सकता है, जिससे वेव [[ टांकने की क्रिया ]] प्रक्रियाओं में एप्लिकेशन काफी सफल हो जाता है। बाजार पर लगभग सभी प्रवाहों की विस्कासिता प्रौद्योगिकी की क्षमताओं के भीतर अच्छी तरह फिट बैठती है। सोल्डरिंग में, नो-क्लीन अपशिष्टों को अत्यधिक पसंद किया जाता है। लेकिन यदि अत्यधिक मात्रा में लागू किया जाता है तो प्रक्रिया के परिणामस्वरूप सर्किट असेंबली के तल पर संक्षारक अवशेष होंगे।

सौर सेल
प्रकाशवोल्टीय और डाई-संवेदी सौर प्रौद्योगिकी दोनों को निर्माण प्रक्रिया के दौरान तरल पदार्थ और विलेप्स के उपयोग की आवश्यकता होती है। इनमें से अधिकांश पदार्थ बहुत महंगे होने के कारण, अति-फुहार या गुणवत्ता नियंत्रण के कारण होने वाले किसी भी नुकसान को पराश्रव्य तुंड के उपयोग से कम किया जाता है। सौर सेल की निर्माण लागत को कम करने के प्रयासों में, परंपरागत रूप से बैच-आधारित फॉस्फोरिल क्लोराइड या पीओसीएल3 विधि का उपयोग करके किया जाता है, यह दिखाया गया है कि सिलिकॉन वेफर्स पर पतली जलीय-आधारित फिल्म डालने के लिए पराश्रव्य नलिका का उपयोग प्रभावी ढंग से एक समान सतह प्रतिरोध के साथ एन-प्रकार परतों को बनाने के लिए प्रसार प्रक्रिया के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

पराश्रव्य फुहार पायरोलिसिस
पराश्रव्य तापीय अपघटन एक रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) विधि है जिसका उपयोग पतली फिल्म या नैनोकणों के रूप में विभिन्न सामग्रियों के निर्माण में किया जाता है। अग्रदूत सामग्री अधिकांशत: सोल-जेल विधियों के माध्यम से गढ़ी जाती है और उदाहरणों में जलीय सिल्वर नाइट्रेट का निर्माण, [20] ज़िरकोनिया कणों का संश्लेषण, [21] और ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल SOFC कैथोड का निर्माण सम्मलित है।

एक पराश्रव्य तुंड से उत्पन्न एक परमाणु फुहार सामान्यत: 300-400 डिग्री सेल्सियस से गर्म सब्सट्रेट के अधीन होता है। फुहार कक्ष के उच्च तापमान के कारण, पराश्रव्य तुंड का विस्तार (चित्र और लेबल के रूप में - उच्च तापमान पराश्रव्य तुंड) जैसे एक हटाने योग्य टिप (टिप #2 लेबल वाले वोर्टेक्स एयर श्राउड के नीचे छिपी हुई है) शरीर की रक्षा करते हुए उच्च तापमान के अधीन होने के लिए अभिकल्पित किया गया है (#1 ​​लेबल किया गया है) पराश्रव्य तुंड जिसमें तापमान संवेदनशील पीजोइलेक्ट्रिकिटी तत्व होते हैं, सामान्यत: फुहार कक्ष के बाहर या अलगाव के अन्य माध्यमों से होते है।

संदर्भ
Berger, Harvey L. Ultrasonic Liquid Atomization: Theory and Application. 2nd ed. Hyde Park: Partrige Hill, 2006. 1-177.

Lefebvre, Arthur, Atomization and Sprays, Hemisphere, 1989, ISBN 0-89116-603-3

बाहरी संबंध

 * Further explanation of how an ultrasonic nozzle works