Science

भारतीय शोधकर्ता क्रिस्टल में कांच के परिवर्तन की प्रक्रिया को ध्वस्त करते हैं

The dynamics of devitrification remain poorly understood because the process can be extremely slow, spanning decades or more, according to IISc.

बेंगलुरु :
भारतीय विज्ञान संस्थान ने कहा कि भारतीय शोधकर्ताओं की एक टीम ने विचलन को ध्वस्त कर दिया है, जो एक ग्लास के क्रिस्टल में परिवर्तित हो गया है, और पहली बार प्रयोगों में इस प्रक्रिया की कल्पना की गई है।

ग्लास प्रकृति में अनाकार है इसकी परमाणु संरचना क्रिस्टलीय सामग्रियों में देखी गई दोहरावदार व्यवस्था को शामिल नहीं करती है, बेंगलुरु स्थित आईआईएससी ने मंगलवार को एक बयान में नोट किया। लेकिन कभी-कभी, यह एक प्रक्रिया से गुजरता है जिसे डिविट्रीफिकेशन कहा जाता है, जो कि एक ग्लास का क्रिस्टल में बदलना अक्सर उद्योगों में एक अवांछित प्रक्रिया है।

आईआईएससी के अनुसार, विचलन की गतिशीलता खराब समझ में आती है क्योंकि प्रक्रिया बेहद धीमी हो सकती है, जो दशकों या उससे अधिक हो सकती है। अब, राजेश गणपति के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम, जवाहरलाल नेहरू सेंटर फॉर एडवांस्ड साइंटिफिक रिसर्च में एसोसिएट प्रोफेसर, अजय सूद, आईआईएससी में डीएसटी वर्ष के प्रोफेसर और आईआईएससी में प्रोफेसर के साथ सहयोग से, और उनकी पीएचडी दिव्या गणपति (आईआईएससी) की है। पहली बार प्रयोगों में इसकी कल्पना की गई थी।

इस अध्ययन के नतीजे ofNature Physics ’में प्रकाशित हुए हैं। चाल को कोलाइडल कणों से बने ग्लास के साथ काम करना था। चूंकि प्रत्येक कोलाइडल कण को ​​एक परमाणु के विकल्प के रूप में माना जा सकता है, लेकिन परमाणु की तुलना में दस हजार गुना बड़ा होने के कारण, इसकी गतिशीलता को एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के साथ वास्तविक समय में देखा जा सकता है, दिव्या गणपति ने कहा। “इसके अलावा, इस प्रक्रिया को तेज करने के लिए हमने कणों के बीच बातचीत को तेज कर दिया ताकि यह नरम हो और कांच में पुनर्व्यवस्था अक्सर होती रहे,” उसने कहा।

एक ग्लास बनाने के लिए, दिव्या गणपति और टीम ने उच्च घनत्व तक पहुंचने के लिए एक साथ कोलाइड्स को जाम कर दिया। शोधकर्ताओं ने क्रिस्टलीकरण के लिए दो मार्गों का अनुसरण करते हुए कांच के विभिन्न क्षेत्रों का अवलोकन किया: संरचना में तेजी से पुनर्व्यवस्था के साथ एक हिमस्खलन-मध्यस्थता मार्ग, और समय के साथ धीरे-धीरे होने वाली पुनर्व्यवस्थाओं के साथ एक चिकनी विकास मार्ग।

इन निष्कर्षों में अंतर्दृष्टि प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ताओं ने मशीन सीखने के तरीकों का इस्तेमाल यह निर्धारित करने के लिए किया कि क्या ग्लास में कुछ सूक्ष्म संरचनात्मक विशेषता छिपी हुई थी, जो ‘एप्रीओरी’ तय करती है कि कौन से क्षेत्र बाद में क्रिस्टलीकृत होंगे और किस मार्ग के माध्यम से। बयान में कहा गया है कि कांच के विकारग्रस्त होने के बावजूद, मशीन लर्निंग मॉडल “नरमता” नामक एक संरचनात्मक विशेषता की पहचान करने में सक्षम था, जो यह तय करता था कि कांच के कौन से कण पुनर्व्यवस्थित होते हैं और कौन से नहीं। शोधकर्ताओं ने तब पाया कि कांच में जिन क्षेत्रों में बड़े “कोमलता” मूल्यों वाले कण समूह थे, वे क्रिस्टलीकृत थे और “कोमलता” भी क्रिस्टलीकरण मार्ग के प्रति संवेदनशील थी। आईआईएससी ने कहा कि अध्ययन से उभरने वाली सबसे चौंकाने वाली बात यह थी कि लेखकों ने अपने मशीन लर्निंग मॉडल को कोलाइडल ग्लास के चित्रों को खिलाया और मॉडल ने सटीक रूप से उन क्षेत्रों की भविष्यवाणी की जो पहले से ही क्रिस्टलीकृत थे।

अजय सूद ने कहा, ‘यह एक शक्तिशाली तकनीक के लिए रास्ता बनाता है और अग्रिम रूप से’ सॉफ्टनेस ‘को पहचानने और टालने से बचता है।’ आईआईएससी ने कहा कि भटकाव को फार्मास्युटिकल उद्योग जैसे क्षेत्रों में “महत्वपूर्ण” माना जाता है, जो स्थिर अमोघ दवाओं का उत्पादन करने का प्रयास करता है क्योंकि वे अपने क्रिस्टलीय समकक्षों की तुलना में शरीर में तेजी से घुलते हैं। यहां तक ​​कि तरल परमाणु कचरे को कांच के मैट्रिक्स में एक ठोस के रूप में vitrified किया जाता है ताकि इसे सुरक्षित रूप से गहरे भूमिगत में निपटाने और खतरनाक पदार्थों को पर्यावरण में लीक होने से रोका जा सके।

लेखकों का मानना ​​है कि यह अध्ययन कांच की अंतर्निहित संरचना और स्थिरता के बीच संबंध को समझने में एक महत्वपूर्ण कदम है। “यह वास्तव में अच्छा है कि एक मशीन लर्निंग एल्गोरिदम यह अनुमान लगा सकता है कि ग्लास क्रिस्टलीकृत होने जा रहा है और यह ग्लासी रहने वाला है।

राजेश गणपति कहते हैं, ” यह मोबाइल फोन पर गोरिल्ला ग्लास की तरह अधिक स्थिर ग्लास डिजाइन करने के लिए शुरुआती कदम हो सकता है, जो आधुनिक तकनीक में सर्वव्यापी है। ” संरचनात्मक मापदंडों में हेरफेर करने की क्षमता तकनीकी रूप से महत्वपूर्ण लंबे समय तक जीवंत ग्लास का एहसास करने के लिए नए तरीकों की शुरूआत कर सकती है। बयान में कहा गया है।

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