वैज्ञानिक पृथ्वी पर गिरे रहस्यमय पदार्थ को देखकर आश्चर्यचकित हैं, जिससे ब्रह्मांड में ऊष्मा के संचरण का रहस्य उजागर हो रहा है।

डीएनवीएन - यह पदार्थ न तो पूरी तरह से क्रिस्टलीय है और न ही पूरी तरह से कांच है, बल्कि यह एक संकर रूप में मौजूद है, जो अभूतपूर्व तरीके से ऊष्मा का संचालन करता है: तापमान बढ़ने या घटने पर भी यह समान अवस्था बनाए रखता है।

आधुनिक प्रौद्योगिकी में तापीय चालन का महत्व

पदार्थ विज्ञान में, क्रिस्टल और काँच, जो ऊष्मा को विपरीत तरीकों से संसाधित करते हैं, कई समकालीन तकनीकों का आधार हैं। इलेक्ट्रॉनिक्स को छोटा करने से लेकर, अपशिष्ट ऊष्मा को ऊर्जा में परिवर्तित करने की दक्षता बढ़ाने तक, और एयरोस्पेस हीट शील्ड्स के जीवनकाल को बढ़ाने तक, ये सभी इस बात को समझने पर निर्भर करते हैं कि परमाणु व्यवस्था ऊष्मा स्थानांतरण को कैसे प्रभावित करती है।

कोलंबिया विश्वविद्यालय इंजीनियरिंग में सहायक प्रोफेसर मिशेल सिमोनसेली के अनुसार, अनुसंधान दल ने क्वांटम यांत्रिकी से समस्या का समाधान किया और अंतर्निहित समीकरणों को सटीक रूप से हल करने के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता का प्रयोग किया।

उल्कापिंडों और मंगल ग्रह से खोजें

11 जुलाई को प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज (PNAS) में प्रकाशित एक शोधपत्र में, सिमोनसेली और उनके सहयोगियों निकोला मार्ज़ारी (EPFL लौसाने) और फ्रांसेस्को मौरी (रोम की सैपिएंज़ा यूनिवर्सिटी) ने क्रिस्टल और काँच के बीच एक संकर पदार्थ के अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी। बाद में, फ्रांस के सोरबोन विश्वविद्यालय की एक टीम ने इस भविष्यवाणी की पुष्टि की।

किसी पदार्थ की परमाणु संरचना में बढ़ती अव्यवस्था उसकी स्थूल तापीय चालकता को प्रभावित करती है—यह गुण तापीय प्रबंधन तकनीकों के लिए महत्वपूर्ण है। अध्ययन किए गए पदार्थों में क्रिस्टलीय उल्कापिंड ट्राइडिमाइट (बाएँ), क्रिस्टलीय बंध क्रम और अनाकार बंध ज्यामिति वाला एक ट्राइडिमाइट प्रावस्था (मध्य में), और एक पूर्णतः अनाकार सिलिका काँच (दाएँ) शामिल हैं। लाल रंग ऑक्सीजन (O) को, नीला रंग सिलिकॉन (Si) को दर्शाता है, और सामान्य SiO4 चतुष्फलकीय व्यवस्थाओं को नीले रंग से दर्शाया गया है। साभार: साइमनसेली लैब।

खास बात यह है कि यह अनोखा पदार्थ उल्कापिंडों और मंगल ग्रह पर भी पाया गया है। इसकी असामान्य ऊष्मा स्थानांतरण प्रणाली ऐसे पदार्थों के डिज़ाइन के लिए नई दिशाएँ खोलने का वादा करती है जो अत्यधिक तापमान अंतर को झेल सकें और ग्रहों के तापीय इतिहास के बारे में महत्वपूर्ण सुराग प्रदान कर सकें।

उल्कापिंड सिलिका और दुर्लभ तापीय स्थिरांक

2019 की भविष्यवाणियों के आधार पर, टीम ने निर्धारित किया कि सिलिकॉन डाइऑक्साइड का एक विशेष रूप, जिसे "ट्राइडिमाइट" कहा जाता है, - जिसका पहली बार 1960 के दशक में वर्णन किया गया था - संकर पदार्थ था। यह नमूना 1724 में जर्मनी के स्टाइनबाक में गिरे एक उल्कापिंड से निकाला गया था और पेरिस प्राकृतिक इतिहास संग्रहालय की अनुमति से इसका अध्ययन किया गया था।

परिणामों से पता चला कि उल्कापिंड ट्राइडिमाइट में एक ऐसी परमाणु संरचना होती है जो एक व्यवस्थित क्रिस्टल और एक अनाकार काँच के बीच स्थित होती है। उल्लेखनीय रूप से, इसकी तापीय चालकता 80 K और 380 K के बीच स्थिर रहती है - जो कि पदार्थों की दुनिया में एक दुर्लभ वस्तु है।

इस्पात उद्योग में संभावित अनुप्रयोग

अपने वैज्ञानिक महत्व के अलावा, यह खोज व्यावहारिक संभावनाओं के द्वार भी खोलती है। टीम का अनुमान है कि इस्पात निर्माण की भट्टियों में दुर्दम्य ईंटों में दशकों तक तापीय आयु वृद्धि के दौरान ट्राइडिमाइट बन सकता है। चूँकि उत्पादित 1 किलो इस्पात से 1.3 किलो CO₂ उत्सर्जित होता है, और संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रति वर्ष लगभग 1 अरब टन इस्पात कार्बन उत्सर्जन का लगभग 7% है, इसलिए यह नया पदार्थ बेहतर ताप नियंत्रण में योगदान दे सकता है, जिससे इस्पात उद्योग में उत्सर्जन कम हो सकता है।

एआई, क्वांटम यांत्रिकी और ताप नियंत्रण का भविष्य

साइमनसेली ने बताया कि उनकी टीम ने पारंपरिक तरीकों की कम्प्यूटेशनल सीमाओं को पार करने के लिए मशीन लर्निंग का इस्तेमाल किया और क्वांटम परिशुद्धता के साथ ऊष्मा स्थानांतरण का अनुकरण किया। ये तंत्र न केवल हाइब्रिड पदार्थों में ऊष्मा स्थानांतरण के रहस्य पर प्रकाश डालते हैं, बल्कि पहनने योग्य थर्मोइलेक्ट्रिक उपकरणों, न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग और स्पिनट्रॉनिक्स जैसी नई तकनीकों का मार्ग भी प्रशस्त करते हैं।

"यह तो बस शुरुआत है। यह सामग्री न केवल वर्तमान सिद्धांत को चुनौती देती है, बल्कि कई उद्योगों के लिए तापीय नियंत्रण के भविष्य के द्वार भी खोलती है," साइमनसेली ने ज़ोर देकर कहा।

ला खे (साइटेकडेली के अनुसार)

स्रोत: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/gioi-khoa-hoc-sung-sot-truoc-loai-vat-chat-ky-bi-roi-xuong-trai-dat-he-lo-bi-mat-ve-cach-nhet-di-chuyen-trong-vu-tru/20250816083300815