திரவக் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளில் முக்கியமான கூறுகளான DC மைக்ரோ டயாபிராம் பம்புகள், புதிய பொருட்களின் முன்னேற்றங்களால் இயக்கப்படும் ஒரு உருமாற்ற பரிணாமத்திற்கு உட்பட்டுள்ளன. இந்த கண்டுபிடிப்புகள் செயல்திறன், ஆயுள் மற்றும் தகவமைப்புத் தன்மையை மேம்படுத்துவதன் மூலம் உயிரி மருத்துவ பொறியியல் முதல் சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு வரையிலான தொழில்களை மறுவடிவமைக்கின்றன. வளர்ந்து வரும் பொருட்கள் DC மைக்ரோ டயாபிராம் பம்புகளின் பரிணாமத்தையும், பல்வேறு பயன்பாடுகளில் அவற்றின் ஆற்றலையும் எவ்வாறு தூண்டுகின்றன என்பதை இந்தக் கட்டுரை ஆராய்கிறது.
1. வடிவ நினைவக உலோகக் கலவைகள் (SMAகள்) மற்றும் காந்தக் கட்டுப்பாடு பொருட்கள்
நிக்கல்-டைட்டானியம் (NiTi) போன்ற வடிவ நினைவக உலோகக் கலவைகள் (SMAs), வெப்பநிலை அல்லது காந்தப்புல மாற்றங்களின் கீழ் செயல்படும் திறன்களைக் காட்டுகின்றன, இதனால் துல்லியமான திரவக் கட்டுப்பாட்டை செயல்படுத்துகின்றன. உதாரணமாக, MEMS தொழில்நுட்பத்துடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட NiTi-அடிப்படையிலான உதரவிதானங்கள் குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வுடன் உயர் அதிர்வெண் செயல்பாட்டை (50,000 ஹெர்ட்ஸ் வரை) அடைகின்றன. இந்த பொருட்கள் பொருத்தக்கூடிய மருந்து விநியோக அமைப்புகள் மற்றும் லேப்-ஆன்-எ-சிப் சாதனங்களுக்கு ஏற்றவை, அங்கு சிறிய அளவு மற்றும் நம்பகத்தன்மை மிக முக்கியமானது. இதேபோல், ராட்சத காந்தக் கட்டுப்பாடு பொருட்கள் (GMM) விண்வெளி மற்றும் ரோபாட்டிக்ஸ் பயன்பாடுகளுக்கான பம்புகளில் விரைவான பதிலை செயல்படுத்துகின்றன.
2. மேம்படுத்தப்பட்ட செயல்திறனுக்கான நானோ பொருட்கள்
கார்பன் நானோகுழாய்கள் (CNTகள்) மற்றும் கிராஃபீன் உள்ளிட்ட நானோ பொருட்கள், அவற்றின் உயர்ந்த இயந்திர மற்றும் வெப்ப பண்புகள் காரணமாக ஈர்க்கப்பட்டு வருகின்றன. CNT-வலுவூட்டப்பட்ட பாலிமர்கள் பம்ப் நீடித்துழைப்பை மேம்படுத்துகின்றன மற்றும் உராய்வைக் குறைக்கின்றன, அரிக்கும் சூழல்களில் ஆயுட்காலத்தை நீட்டிக்கின்றன. கூடுதலாக, நானோ-கலவைகள் இலகுரக ஆனால் வலுவான பம்ப் கூறுகளை செயல்படுத்துகின்றன, இது சிறிய மருத்துவ சாதனங்கள் மற்றும் மின்னணு குளிரூட்டும் அமைப்புகளுக்கு முக்கியமானது. சமீபத்திய ஆய்வுகள் நானோ பொருட்கள் வெப்பச் சிதறலை எவ்வாறு மேம்படுத்துகின்றன, அவை வாகன வெப்ப மேலாண்மையில் அதிக சக்தி கொண்ட மைக்ரோபம்புகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகின்றன என்பதை எடுத்துக்காட்டுகின்றன.
3. நெகிழ்வான பாலிமர்கள் மற்றும் ஹைட்ரோஜெல்கள்
PTFE, PEEK, மற்றும் எலக்ட்ரோஆக்டிவ் ஹைட்ரோஜெல்கள் போன்ற நெகிழ்வான பாலிமர்கள் உயிரிமருத்துவ நுண்பம்புகளில் முக்கியமானவை. மின் அல்லது வேதியியல் தூண்டுதல்களுக்கு பதிலளிக்கும் விதமாக வீங்கும் அல்லது சுருங்கும் ஹைட்ரோஜெல்கள், நீண்ட கால பொருத்தக்கூடிய அமைப்புகளுக்கு குறைந்த ஆற்றல் செயல்பாட்டை வழங்குகின்றன. 1.5 V பேட்டரியால் இயக்கப்படும் வால்வு இல்லாத ஹைட்ரோஜெல் மைக்ரோபம்ப், குறைந்தபட்ச ஆற்றல் நுகர்வுடன் (ஒரு பக்கவாதத்திற்கு ≤750 μWs) 6 மாதங்களுக்கு தொடர்ச்சியான செயல்பாட்டை நிரூபித்தது, இது மருந்து விநியோகத்திற்கு சாத்தியமானதாக அமைந்தது. இதேபோல், PDMS (பாலிடைமெதில்சிலோக்சேன்) போன்ற உயிரி இணக்கமான பாலிமர்கள் அவற்றின் வெளிப்படைத்தன்மை மற்றும் வேதியியல் செயலற்ற தன்மை காரணமாக நுண் திரவ சில்லுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
4. தீவிர சூழல்களுக்கான பீங்கான் பொருட்கள்
அலுமினா (Al₂O₃) மற்றும் சிர்கோனியா (ZrO₂) போன்ற மட்பாண்டங்கள், அவற்றின் அதிக கடினத்தன்மை, அரிப்பு எதிர்ப்பு மற்றும் வெப்ப நிலைத்தன்மைக்காக மதிப்பிடப்படுகின்றன. இந்த பொருட்கள் சிராய்ப்பு குழம்புகள், உயர் வெப்பநிலை திரவங்கள் (எ.கா., 550°C உப்பு உப்புநீர்) அல்லது சல்பூரிக் அமிலம் போன்ற அரிக்கும் இரசாயனங்களைக் கையாளும் பம்புகளில் சிறந்து விளங்குகின்றன. பீங்கான் பூசப்பட்ட பிஸ்டன் தண்டுகள் மற்றும் முத்திரைகள் (எ.கா., பிங்க்ஸின் எக்செல் பம்ப்) பாரம்பரிய கடின குரோம் கூறுகளை உடைகள் எதிர்ப்பில் விஞ்சுகின்றன, பராமரிப்பு செலவுகளைக் குறைக்கின்றன. மருத்துவ பயன்பாடுகளில், மட்பாண்டங்கள் மலட்டுத்தன்மை மற்றும் உயிர் இணக்கத்தன்மையை உறுதி செய்கின்றன, இது மருந்துகளில் துல்லியமான நிரப்புதலுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.
5. மருத்துவ கண்டுபிடிப்புகளுக்கான உயிரி இணக்கமான பொருட்கள்
சுகாதாரப் பராமரிப்பில், பாஸ்போலிப்பிட்-பாலிமர் கலவைகள் மற்றும் மட்பாண்டங்கள் போன்ற உயிரி இணக்கமான பொருட்கள் இரத்த பம்புகளில் ஹீமோலிசிஸ் மற்றும் த்ரோம்போசிஸைக் குறைக்க அவசியம். எடுத்துக்காட்டாக, மேற்பரப்பு மாற்றங்களுடன் கூடிய பாலியூரிதீன் அடிப்படையிலான சவ்வுகள் (எ.கா., பாஸ்போரில்கோலின் குழுக்கள்) புரத உறிஞ்சுதலைக் குறைக்கின்றன, இது பொருத்தக்கூடிய வென்ட்ரிகுலர் உதவி சாதனங்களுக்கு முக்கியமானதாகும். சபையர் (ஒற்றை-படிக அலுமினா) போன்ற மட்பாண்டங்கள் குறைந்த உராய்வு மற்றும் வேதியியல் செயலற்ற தன்மையை வழங்குகின்றன, இது மருந்து விநியோக அமைப்புகளில் நீண்டகால நம்பகத்தன்மையை உறுதி செய்கிறது.
6. தகவமைப்பு அமைப்புகளுக்கான ஸ்மார்ட் பொருட்கள்
ஸ்மார்ட் பொருட்கள் (எ.கா., காந்த வடிவ நினைவக உலோகக் கலவைகள் மற்றும் pH- பதிலளிக்கக்கூடிய பாலிமர்கள்) சுய-ஒழுங்குபடுத்தும் மைக்ரோபம்புகளை செயல்படுத்துகின்றன. ஒரு சமீபத்திய ஆய்வு ஒரு வழி வால்வுகளுடன் கூடிய காந்த ஸ்மார்ட் பொருள் சார்ந்த மைக்ரோபம்பை அறிமுகப்படுத்தியது, இது வழக்கமான வடிவமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது 39 μL/நிமிடம் ஓட்ட விகிதங்களையும் மேம்பட்ட செயல்திறனையும் அடைகிறது. இந்த பொருட்கள் சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு மற்றும் தானியங்கி உற்பத்தியில் குறிப்பாக மதிப்புமிக்கவை, அங்கு திரவ இயக்கவியலுக்கு நிகழ்நேர சரிசெய்தல் அவசியம்.
7. சந்தை போக்குகள் மற்றும் எதிர்கால திசைகள்
உலகளாவிய மைக்ரோபம்ப் சந்தை 2025 முதல் 2033 வரை 13.83% CAGR இல் வளரும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, இது மருத்துவ சாதனங்கள், சுற்றுச்சூழல் தொழில்நுட்பம் மற்றும் நுகர்வோர் மின்னணுவியல் ஆகியவற்றின் தேவையால் இயக்கப்படுகிறது. முக்கிய போக்குகள் பின்வருமாறு:
- மினியேட்டரைசேஷன்: எடுத்துச் செல்லக்கூடிய நோயறிதலுக்காக மேம்பட்ட பொருட்களை மைக்ரோமெஷின்களில் ஒருங்கிணைத்தல்.
- நிலைத்தன்மை: சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பைக் குறைக்க மறுசுழற்சி செய்யக்கூடிய பாலிமர்கள் மற்றும் ஆற்றல்-திறனுள்ள இயக்கங்கள் (எ.கா., ஹைட்ரோஜெல்கள்) பயன்படுத்துதல்.
- நுண்ணறிவு: நிகழ்நேர பின்னூட்ட வழிமுறைகளுடன் கூடிய AI-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஸ்மார்ட் பம்புகளின் வளர்ச்சி.
சவால்கள் மற்றும் வாய்ப்புகள்
புதிய பொருட்கள் முன்னோடியில்லாத நன்மைகளை வழங்கினாலும், அதிக உற்பத்தி செலவுகள் மற்றும் சிக்கலான செயலாக்கம் போன்ற சவால்கள் நீடிக்கின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, பீங்கான் கூறுகளுக்கு துல்லியமான இயந்திரமயமாக்கல் தேவைப்படுகிறது, மேலும் SMA-களுக்கு சிக்கலான வெப்பக் கட்டுப்பாடு தேவைப்படுகிறது. இருப்பினும், 3D அச்சிடுதல் மற்றும் நானோ பொருட்களில் ஏற்பட்டுள்ள முன்னேற்றங்கள் இந்தப் பிரச்சினைகளைத் தணித்து வருகின்றன. எதிர்கால ஆராய்ச்சி, மைக்ரோபம்ப் செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்த சுய-குணப்படுத்தும் பொருட்கள் மற்றும் ஆற்றல்-அறுவடை வடிவமைப்புகளில் கவனம் செலுத்தக்கூடும்.
முடிவுரை
புதிய பொருட்கள் எல்லைகளைத் தள்ளுகின்றனDC மைக்ரோ டயாபிராம் பம்ப்தொழில்நுட்பம், ஒரு காலத்தில் சாத்தியமற்றது என்று கருதப்பட்ட பயன்பாடுகளை செயல்படுத்துகிறது. மருந்து விநியோகத்தில் மக்கும் ஹைட்ரோஜெல்கள் முதல் தொழில்துறை அமைப்புகளில் உயர் வெப்பநிலை மட்பாண்டங்கள் வரை, இந்த கண்டுபிடிப்புகள் செயல்திறன், நம்பகத்தன்மை மற்றும் நிலைத்தன்மையை இயக்குகின்றன. ஆராய்ச்சி முன்னேறும்போது, சுகாதாரம், சுற்றுச்சூழல் அறிவியல் மற்றும் ஸ்மார்ட் உற்பத்தியை முன்னேற்றுவதில் மைக்ரோபம்புகள் தொடர்ந்து முக்கிய பங்கு வகிக்கும். அதிநவீன பொருட்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், துல்லியமான திரவக் கட்டுப்பாடு அணுகக்கூடியதாகவும் மாற்றத்தக்கதாகவும் இருக்கும் எதிர்காலத்தை பொறியாளர்கள் திறக்கிறார்கள்.
உங்களுக்கும் எல்லாம் பிடிக்கும்.
மேலும் செய்திகளைப் படிக்கவும்
இடுகை நேரம்: மே-13-2025