ساخت سريع‌ترين سوئيچ جهان با قابليت كاهش مصرف سوخت خودروها

کد خبر: ۵۰۳۳۳

تاریخ: ۲۷ دی ۱۳۹۰ - ۱۲:۱۵

محققان ژاپني اعلام کردند که موفق به ساخت سريع‌ترين سوئيچ جهان شده‌اند. اين فناوري مي‌تواند مصرف سوخت در خودروها و جوهر در پرينترها را کاهش دهد.

به گزارش انتخاب به نقل از ایسنا، يکي از موانع بر سر راه بهبود عملکرد برخي محصولات نظير پرينتر، کم بودن سرعت کار پيزوالکتريک‌ها در آنها است. براي حل اين مشکل محققان موسسه تحقيقاتي «تابش سينکروترون» ژاپن، موسسه فناوري توکيو، موسسه ملي علوم مواد و دانشگاه کيوتو سوئيچ بسيار سريعي ساخته‌اند که در مدت 200 نانوثانيه پاسخ مي‌دهد. در ساختار اين سوئيچ از يک پيزوالکتريک بسيار نازک استفاده شده است. اين پيزوالکتريک بخشي به‌ نام نانودامنه دارد.

فيلم‌هاي نازک پيزوالکتريک داراي اين ويژگي هستند که در صورت اعمال سيگنال الکتريکي، تغيير ساختاري مي‌دهند، به‌ همين دليل از آنها به ‌عنوان منبع نيرو در ادوات ميکرومقياس (MEMS) پرينترها استفاده مي‌شود. با اين حال زمان سوئيچ کردن به وسيله جريان توليد شده توسط پيزوالکتريکي مناسب نيست. اگر بتوان زمان سوئيچ کردن را بهبود داد، آن گاه مي‌توان پيشرفت چشمگيري را در عملکرد محصولات انتظار داشت.

براي نيل به اين هدف، موسسه تحقيقاتي «تابش سينکروترون» ژاپن به بررسي امکان استفاده از تغييرات ساختاري نانودامنه‌ها در اثر اعمال جريان الکتريکي پرداخته است. اين نانودامنه‌ها فيلم‌هاي نازک فروالکتريک هستند. نتايج تحقيقات آنها نشان داد که اين فيلم نازک قادر است در مدت 2.10 ميليونيوم ثانيه يا به عبارتي 200 نانوثانيه (200ns ) به جريان اعمال شده پاسخ دهد.

نتايج اين تحقيق ثابت کرد که مي‌توان فيلم پيزوالکتريک را در 200نانوثانيه کنترل کرد که اين مساله مي‌تواند موجب توسعه محصولات شود و سرعت ادوات MEMS با استفاده از اين پيزوالکتريک‌ها افزايش ‌يابد. براي مثال در جت پرينترها اگر از اين پيزوالکتريک استفاده شود، مي‌توان انتظار داشت کنترل پخش جوهر بهبود يافته و در نهايت بتوان خطوط نازک‌تري را ايجاد کرد و کيفيت تصوير را افزايش داد. همچنين مصرف جوهر در اين پرينترها نسبت به پرينترهاي رايج کاهش محسوسي دارد. در صنعت خودروسازي، چنين فناوري مي‌تواند منجر به کاهش مصرف سوخت و گاز خروجي از خودرو شود. البته براي ساخت اين سوئيچ سريع براي مصرف در صنعت خودروسازي بايد از سراميک باشد.

نتايج اين تحقيق در شماره نوامبر نشريه «Applied Physics Letters» به چاپ رسيده و از سوي

«Virtual Journal of Nanoscale Science and Technology» به‌ عنوان مقاله مهم و قابل توجه انتخاب شده است.