एमआईटी और डेल्फ्ट विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने 3D प्रिंटेड इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में महत्वपूर्ण प्रगति हासिल की है। पारंपरिक 3D प्रिंटर और तांबे के साथ संयुक्त बायोडिग्रेडेबल पॉलिमरिक सामग्री का उपयोग करके, उन्होंने सेमीकंडक्टर की आवश्यकता के बिना रीसेटेबल फ्यूज बनाने का एक नया तरीका विकसित किया है। यह प्रगति पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक डिवाइसों के लिए एक विकल्प प्रस्तुत करती है, जो करंट के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए ट्रांजिस्टर जैसे सेमीकंडक्टर पर निर्भर करते हैं।
निर्माण प्रक्रिया: एक पारिस्थितिक और सुलभ समाधान
प्रक्रिया में तांबे वाले विशेष पॉलिमर की पतली ट्रेस प्रिंट करना शामिल है, जो इस तरह से क्रॉस होती हैं कि लागू वोल्टेज को समायोजित करके विद्युत प्रतिरोध को नियंत्रित करने की अनुमति मिलती है। यह तंत्र इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के कार्य के लिए मौलिक है, क्योंकि यह डिवाइसों में करंट के प्रवाह को नियंत्रित करता है, पारंपरिक ट्रांजिस्टर के कार्यों की नकल करता है।
इस प्रौद्योगिकी का एक मुख्य लाभ इसकी विकेंद्रीकृत निर्माण क्षमता है, जो छोटे लैबोरेट्री, कंपनियों और यहां तक कि घरों को सेमीकंडक्टर की बड़ी फैक्ट्रियों पर निर्भर हुए बिना अपने इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस बनाने की अनुमति दे सकती है। महामारी के दौरान अनुभव की गई वैश्विक सेमीकंडक्टर कमी के बाद यह प्रगति विशेष रूप से प्रासंगिक हो जाती है।
चुंबकीय कॉइल पर शोध से ट्रांजिस्टर निर्माण तक
इस प्रौद्योगिकी की उत्पत्ति चुंबकीय कॉइल पर एक पूर्व अध्ययन में है, जहां शोधकर्ताओं ने पाया कि 3D प्रिंटिंग के लिए उपयोग की गई सामग्री विद्युत करंट के तहत अपना प्रतिरोध बदल लेती है। इस खोज ने सामग्री को इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों, जैसे ट्रांजिस्टर निर्माण में उपयोग करने का द्वार खोल दिया। हालांकि प्रौद्योगिकी ने अभी पारंपरिक सेमीकंडक्टर का प्रदर्शन नहीं पहुंचाया है, लेकिन सरल अनुप्रयोगों के लिए इसका बड़ा संभावित है, जैसे सरल डिवाइसों में इलेक्ट्रिक मोटर की गति नियंत्रण।
- अधिक पारिस्थितिक निर्माण: 3D प्रिंटिंग प्रक्रिया सेमीकंडक्टर के पारंपरिक निर्माण विधियों की तुलना में कम ऊर्जा का उपयोग करती है और कम अपशिष्ट उत्पन्न करती है।
- उत्पादन का विकेंद्रीकरण: यह प्रौद्योगिकी छोटे पैमाने पर इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस बनाने की अनुमति दे सकती है, बड़ी फैक्ट्रियों की आवश्यकता के बिना।
- सरल अनुप्रयोगों के लिए संभावना: हालांकि यह पारंपरिक सेमीकंडक्टर को प्रतिस्थापित नहीं करता, प्रौद्योगिकी सरल अनुप्रयोगों, जैसे मोटर नियंत्रण के लिए उपयुक्त है।
भविष्य की संभावनाएं: पूर्णतः कार्यात्मक इलेक्ट्रॉनिक्स
एमआईटी की टीम के पास इस प्रौद्योगिकी के लिए महत्वाकांक्षी योजनाएं हैं। भविष्य में, वे इसे पूर्णतः कार्यात्मक इलेक्ट्रॉनिक्स बनाने के लिए उपयोग कर सकते हैं, जिसमें 3D प्रिंटेड चुंबकीय मोटर जैसे अधिक उन्नत डिवाइस शामिल हैं। यहां तक कि अंतरिक्ष में सीधे इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस बनाने की संभावना भी विचाराधीन है, पृथ्वी से घटकों को ले जाने की आवश्यकता को समाप्त करते हुए।
यह प्रगति दिखाती है कि 3D प्रिंटिंग का उपयोग चालक सामग्रियों का उपयोग करके इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस बनाने के लिए कैसे किया जा सकता है, अधिक टिकाऊ, सुलभ और उत्पादन में आसान उत्पादों के निर्माण के लिए नई संभावनाएं खोलते हुए। इस प्रकार, 3D प्रिंटेड इलेक्ट्रॉनिक्स का भविष्य इलेक्ट्रॉनिक डिवाइसों के अधिक टिकाऊ और विकेंद्रीकृत निर्माण की ओर एक मौलिक कदम का प्रतिनिधित्व कर सकता है।
"चालक सामग्रियों का उपयोग करके 3D प्रिंटर से सक्रिय इलेक्ट्रॉनिक्स बनाई जा सकती है, जो अधिक पारिस्थितिक और सुलभ डिवाइसों के लिए संभावनाओं का एक विस्तृत दायरा खोलता है", परियोजना के एक शोधकर्ता ने जोर दिया।