हमारे जीवन में लगभग सभी इलेक्ट्रॉनिक्स- कंप्यूटर, स्टीरियो, टोस्टर- में मुद्रित सर्किट बोर्ड होते हैं, जिन पर विभिन्न घटकों को मिलाया जाता है। यह सोल्डरिंग अक्सर हाथ से किया जाता है, त्रुटि के लिए छोटे कमरे के साथ एक अविश्वसनीय रूप से नाजुक प्रक्रिया।
लेकिन अब, यह टांका लगाना अतीत की बात हो सकती है। बोस्टन के नॉर्थईस्टर्न यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं की एक टीम ने कमरे के तापमान पर धातु को गोंद करने के लिए "गोंद" धातु का एक तरीका पेश किया है, कोई गर्मी की आवश्यकता नहीं है।
हैनचेन हुआंग, मैकेनिकल और औद्योगिक इंजीनियरिंग के पूर्वोत्तर विभाग के एक प्रोफेसर और अध्यक्ष, और उनके दो पीएचडी छात्र इस प्रक्रिया के साथ आए, जिसे वे मेसोग्ल्यू कहते हैं। टीम का शोध इस महीने के जर्नल एडवांस्ड मटेरियल्स एंड प्रॉसेस में प्रकाशित हुआ था।
यह प्रक्रिया धातु के नैनोरोड्स का फायदा उठाकर काम करती है — छोटी धातु की छड़ सिर्फ 10 या 20 नैनोमीटर चौड़ी होती है, जो एक तरफ इरिडियम से लेपित होती है और दूसरी तरफ गैलियम। छड़ को ऊपरी और निचले सब्सट्रेट पर लाइनों में व्यवस्थित किया जाता है, जैसे ज़िप पर दांत। जब दांतों को आपस में जोड़ा जाता है, तो इरिडियम और गैलियम स्पर्श करते हैं और तरल हो जाते हैं। फिर, धातु के नैनोरोड्स का कोर उस तरल को एक ठोस में बदल देता है, जिससे एक मजबूत बंधन बनता है। पूरी प्रक्रिया में एक मिनट से भी कम समय लगता है।
"यह कमरे के तापमान पर होता है, सिर्फ आपकी उंगलियों के दबाव से बहुत अधिक होता है, " हुआंग कहते हैं।
मानक बहुलक गोंद के विपरीत, धातु गोंद उच्च तापमान पर और उच्च दबाव में मजबूत रहता है। यह गर्मी और बिजली का एक उत्कृष्ट संवाहक भी है, और हवा और गैस लीक का विरोध करता है।
मेसोग्लू कैसे काम करता है (पूर्वोत्तर विश्वविद्यालय) मेसोग्लू का उपयोग सोल्डरिंग के बिना सर्किट बोर्ड के घटकों को संलग्न करने के लिए किया जा सकता है। यह सर्किट बोर्ड पर लंबे समय से समस्या, सर्किट बोर्ड पर अन्य तत्वों को नुकसान पहुंचाने वाली टांका लगाने की प्रक्रिया के जोखिम को समाप्त करता है। मेसग्लू हीट सिंक में भी उपयोगी हो सकता है, जो घटक इलेक्ट्रॉनिक्स को ओवरहीटिंग से बचाते हैं। आमतौर पर हीट सिंक का उपयोग "थर्मल ग्रीस" या "थर्मल पेस्ट" के रूप में जाना जाता है, जो एक प्रवाहकीय चिपकने वाला है जो गर्मी सिंक और गर्मी स्रोत के बीच अंतराल को भरने के लिए उपयोग किया जाता है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यह हवा को बाहर रखता है जो अन्यथा एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करेगा और गर्मी सिंक के प्रदर्शन को कम करेगा। मेसग्लू पारंपरिक थर्मल ग्रीस की जगह ले सकता है, क्योंकि इसमें उच्च तापीय चालकता है और सूखने का खतरा नहीं है। अंत में, गर्मी लंपटता की बढ़ती दक्षता इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद के जीवन को लंबा कर सकती है। मेसोग्लू उन जगहों पर पाइप फिटिंग को संलग्न करने के लिए भी काम में आ सकता है जहां वेल्डिंग संभव नहीं है - पानी के भीतर, कहते हैं, या बाहरी अंतरिक्ष में। चूंकि कोई गर्मी, बिजली या गैस बांड बनाने में शामिल नहीं है, इसलिए विस्फोट या अन्य खतरनाक प्रतिक्रियाओं का कोई खतरा नहीं है।
हुआंग और उनकी टीम एक दर्जन वर्षों से नैनोरोड तकनीक पर काम कर रही है। हुआंग ने अपनी सफलता का श्रेय ऊर्जा विभाग के बेसिक एनर्जी साइंसेज (बीईएस) के कार्यालय को जारी रखने के लिए दिया, जिसने उनकी प्रयोगशाला को दीर्घकालिक फंडिंग दी।
"इस देश में, हमारे पास बहुत कम एजेंसियां हैं जो दीर्घकालिक विज्ञान और अनुसंधान का समर्थन कर रही हैं, " वे कहते हैं। "[बीईएस] एक ऐसी एजेंसी है जो वास्तव में दीर्घकालिक निवेश करती है, और जो वास्तव में प्रभावशाली हो सकती है।"
हुआंग और उनके छात्रों ने मेसोग्लू प्रक्रिया के लिए एक अनंतिम पेटेंट प्राप्त किया है, और उत्पाद बेचने के लिए एक कंपनी शुरू की है। वर्तमान में वे संभावित उपयोगों के बारे में विभिन्न उद्योगों के साथ बातचीत कर रहे हैं। हुआंग मेसोग्लू को हर रोज और असाधारण दोनों अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। हालांकि गोंद सामान्य घरेलू उपयोग (आपके फ्रिज, सॉरी के लिए कोई गैलियम-इरिडियम-सज्जित मैकरोनी कला) के लिए बहुत महंगा होगा, गोंद आसानी से साधारण घरेलू इलेक्ट्रॉनिक्स-फोन, कंप्यूटर, टेलीविजन में टांका लगाने की जगह ले सकता है - वे कहते हैं। इसका उपयोग सैन्य और एयरोस्पेस प्रौद्योगिकी में भी किया जा सकता है, जहां इलेक्ट्रॉनिक्स को अत्यधिक बल के तहत पकड़ बनाने की आवश्यकता होती है।
"प्रौद्योगिकी तैयार है, लेकिन इसे [विभिन्न अनुप्रयोगों की प्रक्रियाओं] में एकीकृत किया जाना है, " हुआंग कहते हैं। और, वह कहते हैं, एक महीना लग सकता है, शायद एक साल। "मैं वास्तव में नहीं जानता, " वह कहते हैं।
