জিরকোনিয়া ন্যানোপাউডার: 5G মোবাইল ফোনের "পিছনে" একটি নতুন উপাদান

সূত্র: বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি দৈনিক: জিরকোনিয়া পাউডারের ঐতিহ্যবাহী উৎপাদন প্রক্রিয়া প্রচুর পরিমাণে বর্জ্য উৎপন্ন করবে, বিশেষ করে প্রচুর পরিমাণে কম ঘনত্বের ক্ষারীয় বর্জ্য জল যা শোধন করা কঠিন, যা গুরুতর পরিবেশ দূষণের কারণ হবে। উচ্চ-শক্তি বল মিলিং একটি শক্তি-সাশ্রয়ী এবং দক্ষ উপাদান প্রস্তুতি প্রযুক্তি, যা জিরকোনিয়া সিরামিকের কম্প্যাক্টনেস এবং বিচ্ছুরণযোগ্যতা উন্নত করতে পারে এবং এর শিল্প প্রয়োগের সম্ভাবনা ভালো। 5G প্রযুক্তির আবির্ভাবের সাথে সাথে, স্মার্ট ফোনগুলি চুপচাপ তাদের নিজস্ব "সরঞ্জাম" পরিবর্তন করছে। 5G যোগাযোগ 3 গিগাহার্টজ (Ghz) ​​এর উপরে বর্ণালী ব্যবহার করে এবং এর মিলিমিটার তরঙ্গ তরঙ্গদৈর্ঘ্য খুব কম। 5G মোবাইল ফোন যদি ধাতব ব্যাকপ্লেন ব্যবহার করে, তবে এটি সংকেতকে গুরুতরভাবে হস্তক্ষেপ করবে বা রক্ষা করবে। অতএব, কোন সংকেত শিল্ডিং, উচ্চ কঠোরতা, শক্তিশালী উপলব্ধি এবং ধাতব উপকরণের কাছাকাছি চমৎকার তাপীয় কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্যযুক্ত সিরামিক উপকরণগুলি ধীরে ধীরে 5G যুগে প্রবেশের জন্য মোবাইল ফোন কোম্পানিগুলির জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পছন্দ হয়ে উঠেছে। ইনার মঙ্গোলিয়া বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক বাও জিনশিয়াও সাংবাদিকদের বলেন যে, একটি গুরুত্বপূর্ণ অজৈব অধাতু উপাদান হিসেবে, নতুন সিরামিক উপকরণ স্মার্ট ফোনের ব্যাকবোর্ড উপকরণের জন্য সেরা পছন্দ হয়ে উঠেছে। 5G যুগে, মোবাইল ফোনের ব্যাকবোর্ড জরুরিভাবে আপগ্রেড করা প্রয়োজন। ইনার মঙ্গোলিয়া জিংতাও জিরকোনিয়াম ইন্ডাস্ট্রি কোং লিমিটেডের (এরপর থেকে জিংতাও জিরকোনিয়াম ইন্ডাস্ট্রি নামে পরিচিত) জেনারেল ম্যানেজার ওয়াং সিকাই প্রতিবেদককে বলেন যে, বিশ্বখ্যাত গবেষণা প্রতিষ্ঠান কাউন্টারপয়েন্ট কর্তৃক প্রকাশিত তথ্য অনুসারে, ২০২০ সালে বিশ্বব্যাপী স্মার্টফোনের চালান ১.৩৩১ বিলিয়ন ইউনিটে পৌঁছাবে। মোবাইল ফোনের ব্যাকবোর্ডে ব্যবহৃত জিরকোনিয়া সিরামিকের ক্রমবর্ধমান চাহিদার সাথে সাথে, এর গবেষণা ও উন্নয়ন এবং প্রস্তুতি প্রযুক্তিও অনেক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। অত্যন্ত উচ্চ প্রযুক্তিগত সামগ্রী সহ একটি নতুন সিরামিক উপাদান হিসাবে, জিরকোনিয়া সিরামিক উপাদান কঠোর কর্ম পরিবেশের জন্য উপযুক্ত হতে পারে যার জন্য ধাতব উপকরণ, পলিমার উপকরণ এবং বেশিরভাগ অন্যান্য সিরামিক উপকরণ উপযুক্ত নয়। কাঠামোগত অংশ হিসেবে, জিরকোনিয়া সিরামিক পণ্যগুলি শক্তি, মহাকাশ, যন্ত্রপাতি, অটোমোবাইল, চিকিৎসা ইত্যাদির মতো অনেক শিল্পে প্রয়োগ করা হয়েছে এবং বিশ্বব্যাপী বার্ষিক খরচ ৮০,০০০ টনেরও বেশি। ৫জি যুগের আবির্ভাবের সাথে সাথে, মোবাইল ফোনের ব্যাকবোর্ড তৈরিতে সিরামিক ডিভাইসগুলি আরও বেশি প্রযুক্তিগত সুবিধা দেখিয়েছে এবং জিরকোনিয়া সিরামিকগুলির একটি বিস্তৃত উন্নয়ন সম্ভাবনা রয়েছে। "জিরকোনিয়া সিরামিকের কর্মক্ষমতা সরাসরি পাউডারের কর্মক্ষমতার উপর নির্ভর করে, তাই উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন পাউডারের নিয়ন্ত্রণযোগ্য প্রস্তুতি প্রযুক্তি বিকাশ করা, এটি জিরকোনিয়া সিরামিক প্রস্তুতি এবং উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন জিরকোনিয়া সিরামিক ডিভাইসগুলির বিকাশের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ লিঙ্ক হয়ে উঠেছে।" ওয়াং সিকাই স্পষ্টভাবে বলেন। বিশেষজ্ঞদের দ্বারা সবুজ উচ্চ-শক্তি বল মিলিং পদ্ধতি অত্যন্ত জনপ্রিয়। জিরকোনিয়া ন্যানো-পাউডারের অভ্যন্তরীণ উৎপাদন বেশিরভাগই ভেজা রাসায়নিক প্রক্রিয়া গ্রহণ করে এবং জিরকোনিয়া ন্যানো-পাউডার তৈরিতে স্টেবিলাইজার হিসেবে বিরল আর্থ অক্সাইড ব্যবহার করা হয়। এই প্রক্রিয়ার বৈশিষ্ট্য হল বৃহৎ উৎপাদন ক্ষমতা এবং পণ্যের রাসায়নিক উপাদানগুলির ভালো অভিন্নতা, তবে অসুবিধা হল উৎপাদন প্রক্রিয়ায় প্রচুর পরিমাণে বর্জ্য উৎপন্ন হবে, বিশেষ করে প্রচুর পরিমাণে কম ঘনত্বের ক্ষারীয় বর্জ্য জল যা শোধন করা কঠিন, এবং সঠিকভাবে পরিচালনা না করা হলে এটি পরিবেশগত পরিবেশের জন্য মারাত্মক দূষণ এবং ক্ষতির কারণ হবে। “জরিপ অনুসারে, এক টন ইট্রিয়া-স্থিতিশীল জিরকোনিয়া সিরামিক পাউডার তৈরি করতে প্রায় ৫০ টন জল লাগে, যা প্রচুর পরিমাণে বর্জ্য জল তৈরি করবে এবং বর্জ্য জল পুনরুদ্ধার এবং শোধন উৎপাদন খরচ অনেক বাড়িয়ে দেবে।” ওয়াং সিকাই বলেন। চীনের পরিবেশ সুরক্ষা আইনের উন্নতির সাথে সাথে, ভেজা রাসায়নিক পদ্ধতিতে জিরকোনিয়া ন্যানো-পাউডার প্রস্তুতকারী উদ্যোগগুলি অভূতপূর্ব সমস্যার সম্মুখীন হচ্ছে। অতএব, জিরকোনিয়া ন্যানো-পাউডারের একটি সবুজ এবং কম খরচের প্রস্তুতি প্রযুক্তি বিকাশের জরুরি প্রয়োজন। “এই পটভূমির বিপরীতে, এটি পরিষ্কার এবং কম শক্তি খরচের উৎপাদন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে জিরকোনিয়া ন্যানো-পাউডার প্রস্তুত করার জন্য একটি গবেষণার কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়েছে, যার মধ্যে উচ্চ-শক্তি বল মিলিং পদ্ধতিটি বৈজ্ঞানিক ও প্রযুক্তিগত মহলগুলির দ্বারা সবচেয়ে বেশি চাওয়া হয়। “বাও জিনের উপন্যাস। উচ্চ-শক্তি বল মিলিং বলতে রাসায়নিক বিক্রিয়া প্ররোচিত করতে বা উপকরণের গঠন এবং বৈশিষ্ট্যে পরিবর্তন আনতে যান্ত্রিক শক্তির ব্যবহারকে বোঝায়, যাতে নতুন উপকরণ প্রস্তুত করা যায়। একটি নতুন প্রযুক্তি হিসাবে, এটি স্পষ্টতই প্রতিক্রিয়া সক্রিয়করণ শক্তি হ্রাস করতে পারে, শস্যের আকার পরিমার্জন করতে পারে, পাউডার কণার বিতরণ অভিন্নতা ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে, স্তরগুলির মধ্যে ইন্টারফেস সংমিশ্রণ উন্নত করতে পারে, কঠিন আয়নগুলির বিস্তারকে উৎসাহিত করতে পারে এবং নিম্ন-তাপমাত্রার রাসায়নিক বিক্রিয়া প্ররোচিত করতে পারে, এইভাবে উপকরণগুলির কম্প্যাক্টনেস এবং বিচ্ছুরণযোগ্যতা উন্নত করতে পারে। এটি একটি শক্তি-সাশ্রয়ী এবং দক্ষ উপাদান প্রস্তুতি প্রযুক্তি যার শিল্প প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে। অনন্য রঙিন প্রক্রিয়া রঙিন সিরামিক তৈরি করে। আন্তর্জাতিক বাজারে, জিরকোনিয়া ন্যানো-পাউডার উপকরণ শিল্প উন্নয়নের পর্যায়ে প্রবেশ করেছে। ওয়াং সিকাই সাংবাদিকদের বলেন: “মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, পশ্চিম ইউরোপ এবং জাপানের মতো উন্নত দেশ এবং অঞ্চলে, জিরকোনিয়া ন্যানো-পাউডারের উৎপাদন স্কেল বড় এবং পণ্যের স্পেসিফিকেশন তুলনামূলকভাবে সম্পূর্ণ। বিশেষ করে আমেরিকান এবং জাপানি বহুজাতিক কোম্পানিগুলির, জিরকোনিয়া সিরামিকের পেটেন্টে এর স্পষ্ট প্রতিযোগিতামূলক সুবিধা রয়েছে। ওয়াং সিকাইয়ের মতে, বর্তমানে, চীনের নতুন সিরামিক উৎপাদন শিল্প দ্রুত বিকাশের পর্যায়ে রয়েছে এবং সিরামিক পাউডারের চাহিদা বছর বছর বৃদ্ধি পাচ্ছে, তাই নতুন ন্যানোমিটার জিরকোনিয়ার উৎপাদন প্রক্রিয়া বিকাশ করা আরও জরুরি হয়ে পড়েছে। গত দুই বছরে, কিছু দেশীয় গবেষণা প্রতিষ্ঠান এবং উদ্যোগ স্বাধীনভাবে জিরকোনিয়া ন্যানো-পাউডারের গবেষণা এবং উৎপাদন শুরু করেছে, তবে বেশিরভাগ গবেষণা এবং উন্নয়ন এখনও পরীক্ষাগারে ছোট আকারের ট্রায়াল উৎপাদনের পর্যায়ে রয়েছে, যার আউটপুট ছোট এবং একক বৈচিত্র্য রয়েছে। সিরামিক জিরকোনিয়া ইন্ডাস্ট্রি দ্বারা বাস্তবায়িত "রঙিন বিরল পৃথিবী জিরকোনিয়া ন্যানোপাউডার" প্রকল্পে, জিরকোনিয়া ন্যানোপাউডার উচ্চ-শক্তি বল মিলিং সলিড-স্টেট বিক্রিয়া পদ্ধতি দ্বারা প্রস্তুত করা হয়েছিল।” কণাগুলিকে পিষে এবং পরিশোধিত করার জন্য জলকে পিষে মাধ্যম হিসেবে ব্যবহার করা হয়, যাতে অ-সমষ্টিযুক্ত শস্য গুঁড়ো ১০০ ন্যানোমিটার আকারের একটি আকার পাওয়া যেতে পারে, যার কোনও দূষণ নেই, কম খরচ এবং ভাল ব্যাচ স্থিতিশীলতা রয়েছে।" বাও জিন বলেন। প্রস্তুতি প্রযুক্তি কেবল 5G মোবাইল ফোন সিরামিক ব্যাকবোর্ড, বিমান টারবাইন ইঞ্জিনের জন্য তাপীয় বাধা আবরণ উপকরণ, সিরামিক বল, সিরামিক ছুরি এবং অন্যান্য পণ্যের পাউডার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে না, বরং সেরিয়াম অক্সাইড কম্পোজিট পাউডার প্রস্তুতির মতো আরও সিরামিক পাউডার তৈরিতেও জনপ্রিয় এবং প্রয়োগ করা যেতে পারে। স্ব-উন্নত রঙিন প্রক্রিয়া অনুসারে, সিরামিক জিরকোনিয়াম শিল্পের প্রযুক্তিগত দল প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশনের মাধ্যমে অতিরিক্ত ধাতব আয়ন প্রবর্তন না করে রঙ করার জন্য সলিড-ফেজ সংশ্লেষণ এবং কম্পোজিট পদ্ধতি গ্রহণ করেছে। এই পদ্ধতি দ্বারা প্রস্তুত জিরকোনিয়া সিরামিকগুলিতে কেবল উচ্চ রঙের স্যাচুরেশন এবং ভাল ভেজাতা নেই, তবে জিরকোনিয়া সিরামিকের মূল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকেও প্রভাবিত করে না। "নতুন প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে উত্পাদিত রঙের বিরল পৃথিবী জিরকোনিয়া পাউডারের মূল কণার আকার হল ন্যানোমিটার, যার অভিন্ন কণার আকার, উচ্চ সিন্টারিং কার্যকলাপ, কম সিন্টারিং তাপমাত্রা ইত্যাদি বৈশিষ্ট্য রয়েছে। ঐতিহ্যবাহী উৎপাদন প্রক্রিয়ার তুলনায়, ব্যাপক শক্তি খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে। উৎপাদন দক্ষতা এবং সিরামিক প্রক্রিয়াকরণের ফলন ব্যাপকভাবে উন্নত হয়েছে। "এই পদ্ধতিতে প্রস্তুত উন্নত সিরামিক ডিভাইসগুলির উচ্চ শক্তি, উচ্চ দৃঢ়তা এবং উচ্চ কঠোরতার মতো চমৎকার বৈশিষ্ট্য রয়েছে।" ওয়াং সিকাই বলেন।