Ceramic nanoparticle
सिरेमिक नैनोपार्टिकल एक प्रकार का नैनोपार्टिकल है जो सिरेमिक से बना होता है, जिसे आम तौर पर अकार्बनिक, गर्मी प्रतिरोधी, अधातु ठोस के रूप में वर्गीकृत किया जाता है जिसे धातु और अधातु दोनों यौगिकों से बनाया जा सकता है। सामग्री अद्वितीय गुण प्रदान करती है। मैक्रोस्केल चीनी मिट्टी के बर्तन भंगुर और कठोर होते हैं और प्रभाव पर टूट जाते हैं। हालांकि, सिरेमिक नैनोपार्टिकल्स परावैद्युत, फेरोइलेक्ट्रिक, पीजोइलेक्ट्रिक, पायरोइलेक्ट्रिक, फेरोमैग्नेटिक, मैग्नेटोरेसिस्टिव, सुपरकंडक्टिव और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल सहित कई प्रकार के कार्य करते हैं। सिरेमिक नैनोपार्टिकल्स की खोज 1980 के दशक की शुरुआत में हुई थी। उन्हें सोल-जेल नामक एक प्रक्रिया का उपयोग करके बनाया गया था जो नैनोकणों को बनाने के लिए एक घोल और जेल के भीतर नैनोकणों को मिलाता है। बाद के तरीकों में सिंटरिंग (दबाव और गर्मी, जैसे गर्म आइसोस्टैटिक दबाव) शामिल थे। सामग्री इतनी छोटी है कि इसमें मूल रूप से कोई खामियां नहीं हैं। बड़े पैमाने की सामग्रियों में खामियां होती हैं जो उन्हें भंगुर बना देती हैं। 2014 में शोधकर्ताओं ने एक नैनोट्रस बनाने के लिए पॉलिमर और चीनी मिट्टी के कणों को शामिल करते हुए एक लेज़रिंग प्रक्रिया की घोषणा की। यह संरचना बार-बार कुचलने के बाद अपने मूल रूप को पुनर्प्राप्त करने में सक्षम थी। सिरेमिक नैनोपार्टिकल्स का उपयोग बैक्टीरिया के संक्रमण, ग्लूकोमा सहित कई बीमारियों में दवा वितरण तंत्र के रूप में किया गया है, और सबसे आम तौर पर, प्रायोगिक कैंसर उपचार में कीमोथेरेपी प्रदान की जाती है। सबसे पुराने ज्ञात चीनी मिट्टी के नैनोकण 6 वीं शताब्दी ईसा पूर्व के कीलाडी, भारत के मिट्टी के बर्तनों के टुकड़ों में पाए गए हैं। सिरेमिक नैनोपार्टिकल के गुण उनके आकार और आणविक संरचना के कारण अद्वितीय गुण हैं। इन गुणों को अक्सर विभिन्न विद्युत और चुंबकीय भौतिकी घटनाओं के संदर्भ में दिखाया जाता है जिनमें शामिल हैंः एक विद्युत अवाहक जिसे विद्युत क्षेत्र द्वारा ध्रुवीकृत किया जा सकता है (जिसमें इलेक्ट्रॉनों को संरेखित किया जाता है ताकि यौगिक का एक नकारात्मक और सकारात्मक पक्ष हो) एक विद्युत प्रवाह में इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण की दूरी को कम करने के लिए फेरोइलेक्ट्रिक-परावैद्युत पदार्थ जो एक से अधिक दिशाओं में ध्रुवीकृत होते हैं (नकारात्मक और सकारात्मक पक्षों को विद्युत क्षेत्र के माध्यम से फ़्लिप किया जा सकता है) पीजोइलेक्ट्रिक-ऐसी सामग्री जो यांत्रिक तनाव के तहत विद्युत आवेश जमा करती है पायरोइलेक्ट्रिक-ऐसी सामग्री जो तापमान परिवर्तन को देखते हुए एक अस्थायी वोल्टेज का उत्पादन कर सकती है फेरोमॅग्नेटिक-ऐसी सामग्री जो चुंबकत्व के बाद चुंबकीय क्षेत्र को बनाए रख सकती है-ऐसी सामग्री जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्र सुपर के तहत विद्युत प्रतिरोध को बदल देती है। फ्रैक्टल नैनोट्रस एल्यूमिना या एल्यूमीनियम ऑक्साइड से बनी एक नैनोस्ट्रक्चर वास्तुकला है। इसका अधिकतम संपीड़न 50 नैनोमीटर की मोटाई से लगभग 1 माइक्रोन है। अपने संपीड़न के बाद, यह बिना किसी संरचनात्मक क्षति के अपने मूल आकार में वापस आ सकता है। संश्लेषण सोल-जेल नैनोसेरामिक्स बनाने के लिए एक प्रक्रिया सोल-जेल प्रक्रिया है, जिसे रासायनिक समाधान निक्षेपण के रूप में भी जाना जाता है। इसमें तरल चरण में नैनोकणों से बना एक रासायनिक घोल, या सोल, और एक पूर्ववर्ती, आमतौर पर एक जेल या बहुलक, एक विलायक में डूबे अणुओं से बना होता है। सोल और जेल को एक ऑक्साइड सामग्री का उत्पादन करने के लिए मिलाया जाता है जो आम तौर पर एक प्रकार का सिरेमिक होता है। अतिरिक्त उत्पाद (एक तरल विलायक) वाष्पित हो जाते हैं। फिर कणों की इच्छाओं को एक ठोस उत्पाद का उत्पादन करने के लिए घनत्व नामक प्रक्रिया में गर्म किया जाता है। इस विधि को फिल्म के ऊपर एक नैनोसेरामिक परत बनाने के लिए एक पतली फिल्म पर जेल को गर्म करके एक नैनोकम्पोजिट का उत्पादन करने के लिए भी लागू किया जा सकता है। टू-फोटॉन लिथोग्राफी यह प्रक्रिया एक पॉलिमर को त्रि-आयामी संरचना में तराशने के लिए टू-फोटॉन लिथोग्राफी नामक एक लेजर तकनीक का उपयोग करती है। लेजर उन धब्बों को सख्त कर देता है जिन्हें वह छूता है और बाकी को कठोर नहीं छोड़ता है। बिना कठोर सामग्री को फिर "खोल" का उत्पादन करने के लिए भंग कर दिया जाता है। इसके बाद खोल को चीनी मिट्टी, धातु, धातु के कांच आदि से लेपित किया जाता है। तैयार अवस्था में, चीनी मिट्टी के नैनोट्रस को चपटा किया जा सकता है और अपनी मूल स्थिति में वापस लाया जा सकता है। सिंटरिंग एक अन्य दृष्टिकोण में सिंटरिंग का उपयोग उच्च तापमान का उपयोग करके नैनोसेरामिक पाउडर को समेकित करने के लिए किया गया था। इसके परिणामस्वरूप एक खुरदरा पदार्थ बनता है जो मिट्टी के बर्तनों के गुणों को नुकसान पहुंचाता है और एक अंतिम उत्पाद प्राप्त करने के लिए अधिक समय की आवश्यकता होती है। यह तकनीक संभावित अंतिम ज्यामिति को भी सीमित करती है। ऐसी समस्याओं को दूर करने के लिए माइक्रोवेव सिंटरिंग विकसित की गई थी। एक मैग्नेट्रॉन से विकिरण उत्पन्न होता है, जो पाउडर को कंपन और गर्म करने के लिए विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्पादन करता है। यह विधि गर्मी को बाहर से अंदर के बजाय सामग्री की पूरी मात्रा में तुरंत स्थानांतरित करने की अनुमति देती है। नैनोपाउडर को कम इन्सुलेशन बोर्डों से बने एक इन्सुलेशन बॉक्स में रखा जाता है ताकि माइक्रोवेव इसे पार कर सकें। डिब्बे अवशोषण में सहायता के लिए तापमान बढ़ाता है। डिब्बों के अंदर सस्पेकटर होते हैं जो सिंटरिंग प्रक्रिया को शुरू करने के लिए कमरे के तापमान पर माइक्रोवेव को अवशोषित करते हैं। माइक्रोवेव सस्पेकटर को लगभग 600 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करता है, जो माइक्रोवेव को अवशोषित करने के लिए नैनोसेरामिक्स को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त है। इतिहास 1980 के दशक की शुरुआत में, सोल-जेल का उपयोग करके पहले नैनोकणों, विशेष रूप से नैनोसेरामिक्स का गठन किया गया था। इस प्रक्रिया को 2000 के दशक की शुरुआत में सिंटरिंग और फिर माइक्रोवेव सिंटरिंग द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था। इनमें से कोई भी तकनीक बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त साबित नहीं हुई। 2002 में, शोधकर्ताओं ने चीनी मिट्टी के बर्तनों को मजबूत करने के लिए सीशेल्स की सूक्ष्म संरचना को उलटने की कोशिश की। उन्होंने पाया कि सीशेल्स का स्थायित्व उनके "माइक्रोआर्किटेक्चर" से आता है। शोध ने इस बात पर ध्यान केंद्रित करना शुरू किया कि मिट्टी के बर्तन इस तरह की वास्तुकला को कैसे नियोजित कर सकते हैं। 2012 में शोधकर्ताओं ने समुद्री स्पंज की संरचना को मिट्टी के बर्तनों और नैनोट्रस नामक नैनोआर्किटेक्चर का उपयोग करके दोहराया। 2015 तक सबसे बड़ा परिणाम 1 मिमी घन है। जाली संरचना अपनी मूल मोटाई का 85 प्रतिशत तक संपीड़ित करती है और अपने मूल रूप में वापस आ सकती है। संरचनात्मक अखंडता और लचीलेपन के लिए इन जाली को पार-सदस्यों के साथ त्रिकोणों में स्थिर किया जाता है। अनुप्रयोग चिकित्सा प्रौद्योगिकी ने हड्डी की मरम्मत के लिए सिरेमिक नैनोपार्टिकल का उपयोग किया। ऊर्जा आपूर्ति और भंडारण, संचार, परिवहन प्रणाली, निर्माण और चिकित्सा प्रौद्योगिकी सहित क्षेत्रों के लिए इसका सुझाव दिया गया है। उनके विद्युत गुण ऊर्जा को 100% तक पहुँचने की क्षमता को स्थानांतरित करने की अनुमति दे सकते हैं। नैनोट्रस अंततः निर्माण सामग्री, कंक्रीट या स्टील की जगह लेने के लिए लागू हो सकते हैं। संरचना सिरेमिक इंजीनियरिंग सिरेमिक सामग्री द्वारा नैनो कण