क्वांटम टनलिंग कम्पोजिट

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क्वांटम सुरंग समिश्रण (क्यूसीटीएस) धातुओं की मिश्रित सामग्री और अविद्युत चालन प्रत्यास्थलक बंधक हैं, जिनका उपयोग दाब संवेदक के रूप में किया जाता है। वे क्वांटम सुरंग का उपयोग करते हैं: दाब के बिना, प्रवाहकीय तत्व बिजली के संचालन के लिए बहुत दूर हैं; जब दाब लगाया जाता है, तो वे निकट आते हैं और इलेक्ट्रॉन विद्युत अवरोधक के माध्यम से सुरंग बना सकते हैं। प्राचीन विद्युत् गतिकी (अक्वांटम) प्रभावों की तुलना में प्रभाव कहीं अधिक स्पष्ट है, क्योंकि प्राचीन विद्युत प्रतिरोध रैखिक (दूरी के समानुपाती) है, जबकि क्वांटम सुरंग घटती दूरी के साथ घातीय कार्य है, जिससे प्रतिरोध को बदलने की अनुमति मिलती है। 1012 तक का कारक दाब और अदाब अवस्थाओं के बीच होता है।[1] क्वांटम सुरंग सम्मिश्रण विशेष साहित्य में कई पदनाम रखते हैं, जैसे: प्रवाहकीय / अर्ध-प्रवाहकीय बहुलक समग्र,[2] पीजो-रेसिस्टिव संवेदक[3] और बल-संवेदन अवरोध (एफएसआर) है।[4] चूँकि, कुछ कथनों में बल-संवेदन प्रतिरोधक मुख्य रूप से अंतःस्त्रवणव्यवस्था के अंतर्गत कार्य कर सकते हैं; इसका तात्पर्य यह है कि समग्र प्रतिरोध वृद्धिशील क्रियान्वित प्रतिबल (यांत्रिकी) या बल के लिए बढ़ता है।

परिचय

क्यूटीसी की खोज 1996 में तकनीशियन डेविड लस्सी द्वारा की गई थी, जब वह विद्युत प्रवाहकीय आसंजक विकसित करने का तरीका ढूंढ रहे थे।[5] लूसे ने पेराटेक एलटीडी की स्थापना की, जो अनुसंधान कार्य और क्यूटीसीएस के उपयोग के लिए समर्पित कंपनी है। पेराटेक लिमिटेड और अन्य कंपनियां स्पर्श प्रौद्योगिकी में सुधार के लिए क्वांटम सुरंग समिश्रण विकसित करने पर काम कर रही हैं। वर्तमान में, इसकी उच्च लागत के कारण क्यूटीसी का सीमित उपयोग है, परन्तु अंततः यह तकनीक सामान्य उपयोगकर्ता के लिए उपलब्ध होने की आशा है। क्वांटम सुरंग समिश्रण प्रत्यास्थ, रबर जैसी गुणों वाले प्रत्यास्थलक और धातु के कणों (निकल) के साथ बहुलक सम्मिश्रण के संयोजन हैं। संवेदक संदूषण में कोई वायु अंतराल नहीं होने 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। क्यूटीसी की निष्क्रिय अवस्था में, प्रवाहकीय तत्व इलेक्ट्रॉन आवेशों को पारित करने के लिए एक दूसरे से बहुत दूर हैं। इस प्रकार, क्वांटम- सुरंग सम्मिश्रण पर कोई दाब नहीं होने पर करंट प्रवाहित नहीं होता है। क्यूटीसी का लक्षण वर्णन इसकी उसके नोक सिलिकॉन से ढकी सतह है। उसके नोक वास्तव में स्पर्श नहीं करते हैं, लेकिन जब क्यूटीसी पर बल लगाया जाता है, तो नोक एक दूसरे के निकट आ जाते हैं और [क्वांटम] प्रभाव तब होता है जब इलेक्ट्रॉनों की उच्च सांद्रता नोक के छोर से आगे तक प्रवाहित होती है। बल हटा लेने पर विद्युत धारा रुक जाती है।[6]

प्रकार

क्यूटीसी विभिन्न रूपों में आते हैं और प्रत्येक रूप का अलग-अलग उपयोग किया जाता है परन्तु विकृत होने पर एक समान प्रतिरोध परिवर्तन होता है। क्यूटीसी गोलियां क्यूटीसी का सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला प्रकार है। गोलियां दाब के प्रति संवेदनशील अस्थिर प्रतिरोधक हैं। पारित विद्युत प्रवाह की मात्रा क्रियान्वित दाब की मात्रा के आनुपातिक रूप है। क्यूटीसी गोलियों का उपयोग इनपुट संवेदक के रूप में किया जा सकता है जो क्रियान्वित बल का प्रतिउत्तर 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 पतली परत, प्रवाहकीय सामग्री और प्लास्टिक अवरोधक इत्यादि है। क्यूटीसी शीट उच्च से निम्न प्रतिरोध और इसके विपरीत त्वरित स्विच की अनुमति देती हैं।[7]

अनुप्रयोग

फरवरी 2008 में नवगठित कंपनी क्यूआईओ सिस्टम्स इंक ने क्यूटीसी प्रौद्योगिकी पर आधारित इलेक्ट्रॉनिक्स और टेक्सटाइल टचपैड के लिए बौद्धिक गुण और डिजाइन अधिकारों के लिए दुनिया भर में अनन्य लाइसेंस, पेराटेक के साथ साझेदारी में प्राप्त किया है[8] और उपभोक्ता और वाणिज्यिक अनुप्रयोगों दोनों में उपयोग के लिए एलेक टैक्स (क्यूटीसी-आधारित) टेक्सटाइल टचपैड के निर्माण और बिक्री के लिए होता है।[9] 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 संवेदक यह बताने में सक्षम थे कि यह कितना कठिन और कहां से किसी चीज को पकड़ रहा है।[10]

क्वांटम सुरंग सम्मिश्रण अपेक्षाकृत नए हैं और अभी भी शोध और विकसित किए जा रहे हैं। क्यूटीसी को "स्मार्ट" बनाने के लिए कपड़ों के भीतर क्रियान्वित किया गया है, कपड़ों के भीतर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए स्पर्श करने योग्य परत नियंत्रण पैनल, उदा के लिए एम्पी3 प्लेयर या मोबाइल फोन को क्रियान्वित करता हैं। यह उपकरणों को कपड़ों की परतों को हटाए बिना या बन्धनों को खोले बिना संचालित करने की अनुमति देता है और मानक उपकरण को परम मौसम या पर्यावरणीय परिस्थितियों जैसे आर्कटिक/अंटार्कटिक अन्वेषण या अंतरिक्ष पोशाक में प्रयोग करने योग्य बनाता है।

क्यूटीसी के निम्नलिखित संभावित उपयोग हैं:

  • प्रशिक्षण डमी या फेंसिंग जैकेट जैसी खेल सामग्री को क्यूटीसी सामग्री में सम्मिलित किया जा सकता है। सामग्री पर संवेदक प्रभाव के बल पर जानकारी प्रसारित कर सकते हैं।
  • स्वचालित अनुप्रयोगों में मिरर और विंडो संचालन जैसे संकेत, स्पर्श या घुमा कर प्रहार किया जा सकता है। संकेत किये गए दाब की मात्रा के आधार पर, कार के पुर्जे तेज गति या धीमी गति से वांछित में समायोजित होंगे। जितना अधिक दाब डाला जाएगा, उतनी ही तेजी से अनुप्रयोग होगा।[11]
  • ब्लड प्रेशर कफ: ब्लड प्रेशर कफ में क्यूटीसी अनुचित कफ संयोजन से गलत रीडिंग को कम करता है। संवेदक बताते हैं कि किसी व्यक्ति के ब्लड प्रेशर को रीड करने के लिए कितने तनाव की आवश्यकता होती है।

संदर्भ

  1. ↑ D. Bloor; A. Graham; E. J. Williams; P. J. Laughlin & D. Lussey (2006). "Metal–polymer composite with nanostructured filler particles and amplified physical properties" (PDF). Applied Physics Letters. 88 (10): 102103. Bibcode:2006ApPhL..88j2103B. doi:10.1063/1.2183359.
  2. ↑ Duan, Lingyan; Fu, Sirui; Deng, Hua; Zhang, Qin; Wang, Ke; Chen, Feng; Fu, Qiang (2014-08-15). "The resistivity–strain behavior of conductive polymer composites: stability and sensitivity". J. Mater. Chem. A (in English). 2 (40): 17085–17098. doi:10.1039/C4TA03645J. ISSN 2050-7488.
  3. ↑ Wang, Luheng (March 20, 2015). "अनुप्रस्थ इलेक्ट्रोड के साथ कंडक्टिव पॉलिमर कम्पोजिट पर आधारित पीजोरेसिस्टिव सेंसर". IEEE Transactions on Electron Devices. 62 (4): 1299–1305. Bibcode:2015ITED...62.1299W. doi:10.1109/TED.2015.2403474. ISSN 0018-9383. S2CID 30516143.
  4. ↑ Paredes-Madrid, L; Palacio, C; Matute, A; Parra, C (14 September 2017). "स्थिर लोडिंग स्थितियों के तहत कंडक्टिव पॉलीमर कंपोजिट और फोर्स सेंसिंग रेसिस्टर्स (FSRs) की अंतर्निहित भौतिकी". Sensors. 17 (9): 2108. Bibcode:2017Senso..17.2108P. doi:10.3390/s17092108. PMC 5621037. PMID 28906467.
  5. ↑ Peratech (2016-02-11). "What is QTC?". www.peratech.com (in English). Retrieved 2019-04-04.
  6. ↑ Lussey, David (January 2012). "क्वांटम-टनलिंग समग्र टच-स्क्रीन प्रौद्योगिकी". Retrieved 30 October 2014.
  7. ↑ Ramesh, K Satya. "क्वांटम टनलिंग कम्पोजिट". Kakinada Institute of Engineering & Technology.
  8. ↑ "औद्योगिक सुरक्षा में सुधार के लिए रीयल-टाइम कनेक्टेड वर्कर प्लेटफॉर्म". www.eleksen.com. Retrieved 2019-04-04.
  9. ↑ "Eleksen gets a new home by QIO Systems - John Collins, Vassilis Seferidis, Systems, Eleksen, Eleksen's, eSystem, ElekTex, Collins, Vassilis, Interactive - talk2myShirt". Archived from the original on July 2, 2010. Retrieved May 27, 2009.
  10. ↑ "Peratech को NASA द्वारा QTC स्पर्श प्रौद्योगिकी के लिए पुरस्कार प्रदान किया गया". 15 October 2012. Archived from the original on November 29, 2014. Retrieved 10 November 2014.
  11. ↑ Kharbanda, Rajat (1 December 2012). "Quantum Tunneling Composites (QTC): The Next Generation Touch Material". CMR. Retrieved 5 November 2014.
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