Mae Awstralia'n Defnyddio Nanoronynnau i Ddylunio Ffynhonnell Golau Newydd Sy'n Helpu Gwella Ansawdd A Chynnyrch Sglodion

Yn ddiweddar, cyhoeddodd grŵp o ffisegwyr o Brifysgol Genedlaethol Awstralia (ANU) a Phrifysgol Adelaide, trwy ddatblygu ffynhonnell golau newydd gan ddefnyddio nanoronynnau, eu bod yn gallu arsylwi byd gwrthrychau bach iawn filoedd o weithiau'n llai na gwallt dynol, sy'n yn addo arwain at ddatblygiadau sylweddol mewn meddygaeth a thechnolegau eraill.
Gallai'r ymchwil gael effaith fawr ar wyddoniaeth feddygol trwy ddarparu datrysiad cost-effeithiol ar gyfer dadansoddi gwrthrychau bach na ellid eu "gweld" gan ficrosgop o'r blaen, a gallai'r gwaith hefyd fod o fudd i'r diwydiant lled-ddargludyddion trwy wella rheolaeth ansawdd mewn sglodion cyfrifiadurol. gweithgynhyrchu.
Mae'r dechneg o Brifysgol Genedlaethol Awstralia yn defnyddio nanoronynnau a ddyluniwyd yn ofalus i gynyddu amlder y golau a welir gan gamerâu a thechnegau eraill gan ffactor o saith. Nid oes "dim terfyn" i ba mor bell y gellir cynyddu amlder golau, meddai'r ymchwilwyr. Po uchaf yw'r amledd, y lleiaf yw'r gwrthrych a welwn gyda'r ffynhonnell golau.
Gellid cymhwyso'r dechnoleg, sy'n gofyn am un nanoronyn yn unig i weithio, ar ficrosgopau i helpu gwyddonwyr i chwyddo byd gwrthrychau tra-fach iawn gyda chydraniad microsgopau traddodiadol 10 gwaith. Bydd hyn yn caniatáu i ymchwilwyr astudio gwrthrychau a fyddai fel arall yn rhy fach i'w gweld, megis strwythur mewnol celloedd a firysau unigol. A gallai dadansoddi gwrthrychau mor fach helpu gwyddonwyr i ddeall a brwydro yn erbyn rhai afiechydon a chyflyrau iechyd yn well.
"Dim ond gwrthrychau mwy na 10 miliynfed o fetr y gall microsgopau traddodiadol eu hastudio. Fodd bynnag, mae angen cynyddol mewn ystod o feysydd, gan gynnwys y maes meddygol, i allu dadansoddi gwrthrychau bach mor fach ag un biliynfed o fetr," meddai'r awdur arweiniol Dr Anastasiia Zalogina o'r Ysgol Ymchwil Ffiseg ym Mhrifysgol Genedlaethol Awstralia a Phrifysgol Adelaide, "a gall ein technoleg helpu i ateb y galw hwn."
Gallai'r nanotechnoleg a ddatblygwyd ym Mhrifysgol Genedlaethol Awstralia helpu i greu cenhedlaeth newydd o ficrosgopau a allai gynhyrchu delweddau manylach, meddai'r ymchwilwyr.
"Ni all gwyddonwyr sydd am gynhyrchu delweddau chwyddedig iawn o wrthrych nanoscale bach iawn ddefnyddio microsgop optegol traddodiadol. Yn lle hynny, rhaid iddynt ddibynnu ar dechnegau microsgopeg cydraniad uwch neu ddefnyddio microsgopeg electron i astudio'r gwrthrychau bach hyn," nododd Dr Zalogina, " ond mae'r dechneg hon yn araf ac mae'r dechnoleg yn ddrud iawn, fel arfer yn costio mwy na $1 miliwn. Anfantais arall microsgopeg electron yw y gall niweidio'r samplau mân sy'n cael eu dadansoddi, tra bod microsgopeg optegol yn lleddfu'r broblem hon."
Er na all ein llygaid ganfod golau isgoch ac uwchfioled, gallwn o bosibl eu "gweld" trwy gamerâu a thechnolegau eraill. Dywedodd y cyd-awdur Dr Sergey Kruk, hefyd o Brifysgol Genedlaethol Awstralia, fod gan yr ymchwilwyr ddiddordeb mewn cael golau amledd uchel iawn, a elwir hefyd yn "uwchfioled eithafol". Gallwn weld pethau llai gyda golau fioled na gyda golau coch. A chyda ffynhonnell golau uwchfioled eithafol, gallwn weld llawer mwy na'r hyn y gallwn ei weld gyda microsgop confensiynol heddiw.
Dywedodd Dr Sergey Kruk y gallai'r dechnoleg o Brifysgol Genedlaethol Awstralia hefyd gael ei ddefnyddio yn y diwydiant lled-ddargludyddion fel mesur rheoli ansawdd i sicrhau proses weithgynhyrchu symlach. "Mae sglodion cyfrifiadurol yn cynnwys cydrannau bach iawn gyda meintiau nodwedd o bron i biliynfed o fetr. Wrth gynhyrchu sglodion, byddai'n fuddiol i weithgynhyrchwyr ddefnyddio ffynhonnell fach iawn o olau uwchfioled eithafol i fonitro'r broses mewn amser real fel y gall unrhyw broblemau. cael diagnosis cynnar."
Yn y modd hwn, gall gweithgynhyrchwyr arbed adnoddau ac amser wrth weithgynhyrchu sglodion israddol, a thrwy hynny gynyddu cynnyrch gweithgynhyrchu sglodion. Amcangyfrifir y gallai pob cynnydd o 1 y cant mewn allbwn gweithgynhyrchu sglodion cyfrifiadurol arbed $2 biliwn.
“Mae diwydiant opteg a ffotoneg ffyniannus Awstralia, a gynrychiolir gan bron i 500 o gwmnïau gyda thua $4.3 biliwn mewn gweithgaredd economaidd, yn rhoi ein hecosystem uwch-dechnoleg mewn sefyllfa dda i fabwysiadu ffynonellau golau newydd i gael mynediad i farchnadoedd byd-eang newydd ar gyfer diwydiant nanotechnoleg ac ymchwil.” Nododd Dr Sergey Kruk.