नया माइक्रोस्कोप नैनोस्केल पर ताप प्रवाह को ट्रैक करता है, हरित तकनीक के लिए

डेनमार्क के DTU, टेक्निऑन और एंटवर्प विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने ऐसा सूक्ष्मदर्शी विकसित किया है जो छोटे क्षेत्रों में अलग-अलग दिशाओं में ऊष्मा के फैलाव को मापता है। Science Advances में प्रकाशित विधि को तापविद्युत सामग्रियों पर परखा गया। यह मापने की नई तकनीक है; अध्ययन ने तेज कंप्यूटर या अधिक दक्ष सौर पैनल बनाकर प्रदर्शित नहीं किया।

ऊष्मा के प्रवाह की दिशा क्यों महत्वपूर्ण है?

तापीय विसरणशीलता बताती है कि किसी पदार्थ में तापमान का बदलाव कितनी तेजी से फैलता है। कुछ क्रिस्टलों में यह गति हर दिशा में समान नहीं होती। क्रिस्टल के दानों की दिशा और उनकी सीमाएं इलेक्ट्रॉनिक पुर्जों, तापविद्युत उपकरणों और सुरक्षात्मक आवरणों के काम पर असर डाल सकती हैं। बहुत छोटे क्षेत्र में इस अंतर को बिना नमूना खराब किए मापना कठिन रहा है।

नई विधि कैसे काम करती है?

मूल शोधपत्र में माइक्रो आकार के चार-बिंदु जांच उपकरण और एक ही हीटर का उपयोग किया गया। ऊष्मीय संकेत में आने वाली देरी से अलग दिशाओं की विसरणशीलता निकाली जाती है। शोधकर्ताओं के अनुसार उनके परीक्षण विन्यास में उपकरण तेजी से, बिना नमूना नष्ट किए माप करता है तथा हर बार अलग तैयारी या दोबारा अंशांकन की जरूरत नहीं पड़ती।

स्रोत: DTU

किन सामग्रियों पर परीक्षण हुआ?

DTU के अनुसार टीम ने बिस्मथ टेल्यूराइड (Bi₂Te₃) और एंटिमनी टेल्यूराइड (Sb₂Te₃) को मापा। प्रकाशित अध्ययन में विशेष रूप से Bi₂Te₃ की मापी गई दिशात्मक विसरणशीलता और क्रिस्टल की दिशा में मजबूत संबंध मिला। शोधकर्ताओं ने जांची गई दिशाओं में ऊष्मा स्थानांतरण पर क्रिस्टल जाल के योगदान को प्रमुख पाया। परिणामों की तुलना अन्य स्थापित मापन विधियों से की गई।

संभावित उपयोग और सीमाएं

स्थानीय स्तर पर ऊष्मा का बेहतर मापन इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, ऊर्जा रूपांतरण सामग्री और आवरणों के डिजाइन में सहायक हो सकता है। लेकिन अध्ययन ने कोई नया व्यावसायिक प्रोसेसर, सौर कोशिका या उत्पादन संयंत्र नहीं परखा। अलग सामग्रियों और औद्योगिक स्थितियों में विधि की उपयोगिता की पुष्टि बाकी है; कोई निश्चित बाजार-प्रवेश तिथि घोषित नहीं हुई।

शोधकर्ता और निवेश संदर्भ

Neetu Lamba शोधपत्र की प्रथम लेखिका हैं। टीम में DTU, टेक्निऑन और एंटवर्प विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक शामिल थे। Applied Materials को इस सूक्ष्मदर्शी का व्यावसायिक निर्माता नहीं बताया गया है। विश्वविद्यालय का शोध परिणाम अकेले कंपनी की आय या शेयर मूल्य का पूर्वानुमान नहीं देता।

Applied Materials

निष्कर्ष

माइक्रो चार-बिंदु जांच ने परीक्षण की गई तापविद्युत सामग्रियों में दिशा के अनुसार ऊष्मा के फैलाव को उच्च स्थानीय विभेदन के साथ मापा। व्यापक उपयोग के लिए अन्य नमूनों और व्यावहारिक परिस्थितियों में और परीक्षण आवश्यक हैं।

संदर्भ अध्ययन:

Lamba, N. एवं अन्य (2025). Thermal diffusivity microscope: Zooming in on anisotropic heat transport. Science Advances 11, eads6538. doi:10.1126/sciadv.ads6538.