3डी चुंबकीय नैनोस्ट्रक्चर में सफलता आधुनिक समय की कंप्यूटिंग को बदल सकती है

वैज्ञानिकोंनेशक्तिशालीउपकरणोंकेनिर्माणकीदिशा में एक कदम उठाया है जो स्पिन-आइस के रूप में जानी जाने वाली सामग्री की पहली त्रि-आयामी प्रतिकृति बनाकर चुंबकीय चार्ज का दोहन करते हैं।

स्पिन बर्फ सामग्री बेहद असामान्य है क्योंकि उनमें तथाकथित दोष होते हैं जो चुंबक के एकल ध्रुव के रूप में व्यवहार करते हैं।

ये एकल ध्रुव चुम्बक, जिन्हें चुंबकीय मोनोपोल के रूप में भी जाना जाता है, प्रकृति में मौजूद नहीं हैं;जब हर चुंबकीय पदार्थ को दो भागों में काट दिया जाता है तो यह हमेशा एक उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव के साथ एक नया चुंबक बनाता है।

दशकों से वैज्ञानिक प्राकृतिक रूप से उत्पन्न होने वाले चुंबकीय मोनोपोल के प्रमाण के लिए दूर-दूर तक खोज रहे हैं, इस उम्मीद में कि प्रकृति की मूलभूत शक्तियों को अंतत: सब कुछ के तथाकथित सिद्धांत में समूहित किया जाए, सभी भौतिकी को एक छत के नीचे रखा जाए।

हालांकि, हाल के वर्षों में भौतिकविदों ने द्वि-आयामी स्पिन-आइस सामग्री के निर्माण के माध्यम से चुंबकीय मोनोपोल के कृत्रिम संस्करणों का उत्पादन करने में कामयाबी हासिल की है।

आज तक इन संरचनाओं ने एक चुंबकीय मोनोपोल का सफलतापूर्वक प्रदर्शन किया है, लेकिन जब सामग्री एक ही विमान तक सीमित हो तो समान भौतिकी प्राप्त करना असंभव है।दरअसल, यह स्पिन-आइस जाली की विशिष्ट त्रि-आयामी ज्यामिति है जो चुंबकीय मोनोपोल की नकल करने वाली छोटी संरचनाओं को बनाने की असामान्य क्षमता की कुंजी है।

नेचर कम्युनिकेशंस में आज प्रकाशित एक नए अध्ययन में, कार्डिफ विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों के नेतृत्व में एक टीम ने एक परिष्कृत प्रकार के 3 डी प्रिंटिंग और प्रसंस्करण का उपयोग करके स्पिन-आइस सामग्री की पहली 3 डी प्रतिकृति बनाई है।

टीम का कहना है कि 3डी प्रिंटिंग तकनीक ने उन्हें कृत्रिम स्पिन-आइस की ज्यामिति को तैयार करने की अनुमति दी है, जिसका अर्थ है कि वे चुंबकीय मोनोपोल के बनने और सिस्टम में घूमने के तरीके को नियंत्रित कर सकते हैं।

3D में मिनी मोनोपोल मैग्नेट में हेरफेर करने में सक्षम होने के कारण, वे कहते हैं कि कंप्यूटर के भंडारण से लेकर 3D कंप्यूटिंग नेटवर्क के निर्माण तक, जो मानव मस्तिष्क की तंत्रिका संरचना की नकल करते हैं, के पूरे मेजबान को खोल सकते हैं।

"10 वर्षों से वैज्ञानिक दो आयामों में कृत्रिम स्पिन-बर्फ का निर्माण और अध्ययन कर रहे हैं।इस तरह की प्रणालियों को तीन-आयामों तक विस्तारित करके हम स्पिन-आइस मोनोपोल भौतिकी का अधिक सटीक प्रतिनिधित्व प्राप्त करते हैं और सतहों के प्रभाव का अध्ययन करने में सक्षम होते हैं, ”कार्डिफ यूनिवर्सिटी के स्कूल ऑफ फिजिक्स एंड एस्ट्रोनॉमी के प्रमुख लेखक डॉ सैम लडक ने कहा।

"यह पहली बार है कि कोई भी स्पिन-आइस की सटीक 3D प्रतिकृति, डिज़ाइन द्वारा, नैनोस्केल पर बनाने में सक्षम है।"

कृत्रिम स्पिन-आइस को अत्याधुनिक 3D नैनोफाइब्रिकेशन तकनीकों का उपयोग करके बनाया गया था जिसमें छोटे नैनोवायरों को एक जाली संरचना में चार परतों में रखा गया था, जो स्वयं मानव बाल की कुल चौड़ाई से कम मापी गई थी।

एक विशेष प्रकार की माइक्रोस्कोपी जिसे चुंबकीय बल माइक्रोस्कोपी के रूप में जाना जाता है, जो चुंबकत्व के प्रति संवेदनशील होती है, का उपयोग तब डिवाइस पर मौजूद चुंबकीय आवेशों की कल्पना करने के लिए किया जाता था, जिससे टीम को 3D संरचना में सिंगल-पोल मैग्नेट की गति को ट्रैक करने की अनुमति मिलती थी।

"हमारा काम महत्वपूर्ण है क्योंकि यह दर्शाता है कि नैनोस्केल 3 डी प्रिंटिंग तकनीकों का उपयोग उन सामग्रियों की नकल करने के लिए किया जा सकता है जिन्हें आमतौर पर रसायन विज्ञान के माध्यम से संश्लेषित किया जाता है," डॉ। लदाक ने जारी रखा।

"आखिरकार, यह काम उपन्यास चुंबकीय मेटामटेरियल्स का उत्पादन करने का साधन प्रदान कर सकता है, जहां कृत्रिम जाली के 3 डी ज्यामिति को नियंत्रित करके भौतिक गुणों को ट्यून किया जाता है।

"चुंबकीय भंडारण उपकरण, जैसे कि हार्ड डिस्क ड्राइव या चुंबकीय रैंडम एक्सेस मेमोरी डिवाइस, एक अन्य क्षेत्र है जो इस सफलता से व्यापक रूप से प्रभावित हो सकता है।चूंकि वर्तमान उपकरण उपलब्ध तीन आयामों में से केवल दो का उपयोग करते हैं, यह उस जानकारी की मात्रा को सीमित करता है जिसे संग्रहीत किया जा सकता है।चूंकि मोनोपोल को चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके 3D जाली के चारों ओर ले जाया जा सकता है, इसलिए चुंबकीय चार्ज के आधार पर एक वास्तविक 3D स्टोरेज डिवाइस बनाना संभव हो सकता है।"