সম্প্রতি, চীন বিশ্ববিদ্যালয়ের স্কুল অফ অপটোইলেক্ট্রনিক্সের শিক্ষাবিদ ঝুয়াং সোংলিনের নেতৃত্বে প্রফেসর গু ফুক্সিং এর গ্রুপ ফটোথার্মাল শক ইফেক্টের উপর ভিত্তি করে একটি লেজার ক্যাপচার প্রযুক্তি উদ্ভাবন করেছে, যাকে বলা হয় ফটোথার্মাল-শক টুইজার, যা ক্যাপচার এবং নির্বিচারে হেরফের উপলব্ধি করে। সলিডের ইন্টারফেসে মাইক্রো- এবং ন্যানো-বস্তু এবং এর ন্যানো-রোবোটিক্স অ্যাপ্লিকেশনগুলি অন্বেষণ করে। ফটোথার্মাল শক দ্বারা শুষ্ক কঠিন-যোগাযোগ অবস্থার অধীনে শক্তিশালী থ্রাস্ট সহ স্বায়ত্তশাসিত ন্যানোরোবটগুলি 11 নভেম্বর, 2012-এ প্রকাশিত হয়েছিল এবং ফলাফলগুলি "ফটোথার্মাল শক দ্বারা শুষ্ক কঠিন-সংযোগের অবস্থার অধীনে শক্তিশালী থ্রাস্ট সহ অটোনোমাস ন্যানোরোবটস" জার্নালে প্রকাশিত হয়েছিল। স্বায়ত্তশাসিত ন্যানোরোবট। ফোটোথার্মাল শক দ্বারা শুষ্ক কঠিন-সংযোগের অবস্থার অধীনে শক্তিশালী থ্রাস্ট" 24 নভেম্বর নেচার কমিউনিকেশনে প্রকাশিত হয়েছিল। ডাঃ গু ঝাওকি, ঝু রানলিন এবং শেন তিয়ানসি ছিলেন সহ-লেখক, এবং প্রফেসর গু ফুক্সিং ছিলেন সংশ্লিষ্ট লেখক, অন্য সহযোগীদের মধ্যে ছিলেন হেবেই ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজির অধ্যাপক লিউ জু এবং অবার্ন ইউনিভার্সিটির অধ্যাপক লিউ জিয়া, এবং শিক্ষাবিদ Zhuang Songlin পুরো গবেষণা তত্ত্বাবধান. গবেষণাটি চীন এবং সাংহাইয়ের ন্যাশনাল ন্যাচারাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন দ্বারা সমর্থিত ছিল। প্রযুক্তিটি বিভিন্ন ক্ষেত্রে যেমন ন্যানোম্যানুফ্যাকচারিং, বায়োমেডিসিন, মহাকাশ এবং সামরিক ক্ষেত্রে অভূতপূর্ব অ্যাপ্লিকেশনগুলি অন্বেষণ করবে বলে আশা করা হচ্ছে।
ফটোথার্মাল ইমপালস টুইজার সিস্টেম ম্যাক্রোস্কোপিক জগতের রোবোটিক্সকে নিরবিচ্ছিন্নভাবে উত্তরাধিকারসূত্রে প্রাপ্ত করতে পারে এবং মাইক্রোস্কোপিক জগতে বুদ্ধিমান রোবোটিক কাজের পরিস্থিতি উপলব্ধি করতে পারে। ক্লিনিং ফাংশন সহ বিশ্বের প্রথম স্বায়ত্তশাসিত ন্যানোরোবট উপলব্ধি করার জন্য দলটি চিত্র স্বীকৃতি, গভীর শিক্ষা, পথ পরিকল্পনা এবং প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের সাথে মিলিত একটি ধাতব ন্যানোশিট ব্যবহার করেছে। একটি নির্বাচিত এলাকার পরিচ্ছন্নতার স্বীকৃতি দিয়ে, রোবট পরিচ্ছন্নতার একটি সন্তোষজনক স্তরে না পৌঁছানো পর্যন্ত পরিচ্ছন্নতার চক্রের পুনরাবৃত্তি করবে।
লেজার ট্র্যাপিং (ট্র্যাপিং) ন্যানোওয়ার্ল্ডে বস্তুর গতি নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি শক্তিশালী হাতিয়ার বলে বোঝা যায়, যা শূন্য এবং তরল পদার্থের মতো স্থগিত পরিবেশে তার বিস্তৃত পরিসরে প্রয়োগের জন্য পদার্থবিজ্ঞানে 1997 এবং 2018 সালে নোবেল পুরস্কার জিতেছে। কিন্তু এটা কঠিন যোগাযোগ পৃষ্ঠের উপর চ্যালেঞ্জিং অবশেষ. গবেষকরা একটি মাইক্রো- এবং ন্যানো-বস্তুকে গরম করার জন্য একটি স্পন্দিত আলোর উত্স ব্যবহার করেছিলেন এবং আলোর নাড়ির শোষিত শক্তি তাত্ক্ষণিকভাবে যান্ত্রিক প্রসারণে রূপান্তরিত হয়েছিল, বস্তুর ভিতরে একটি অত্যন্ত বড় তাত্ক্ষণিক লোড তৈরি করেছিল, যাকে ফটোথার্মাল শক (PS) বলা হয়। তাত্ক্ষণিক শক প্রভাব এমন একটি শক্তি তৈরি করে যা স্বাভাবিক কম্পন মোডকে ছাড়িয়ে যায়, ঠিক যেমন সাপ খাওয়ানোর তাত্ক্ষণিক লাঞ্জের গতি স্বাভাবিক হামাগুড়ি দেওয়ার গতিকে ছাড়িয়ে যায়, তাই এটি মাইক্রো-ন্যানো প্রতিরোধের দুর্দশা ভেঙ্গে দিতে পারে এবং কঠিন ইন্টারফেসে আন্দোলন উপলব্ধি করতে পারে। .
ইমপালস-মোমেন্টাম থিওরেমের স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম, একটি সাপের লাঞ্জ এবং একটি সাধারণ ক্রলের মধ্যে চাক্ষুষ তুলনা চিত্রিত করে।
ট্র্যাপিং সম্পত্তি লেজার ম্যানিপুলেশন প্রযুক্তির কেন্দ্রবিন্দুতে রয়েছে, কারণ এটি নিয়ন্ত্রিত অ্যাকচুয়েশনের অভাবে থামার পরিবর্তে কণার নড়াচড়াকে স্পট অবস্থান দ্বারা আয়ত্ত করতে দেয়, নির্বিচারে গতি নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করে। গাউসিয়ান-টাইপ স্পট অ্যাকশনের 532nm ন্যানোসেকেন্ড পালসে সোনার ন্যানোয়ারগুলি স্পটের ভিতরে চলে যাবে, যতক্ষণ না ন্যানোয়ারের কেন্দ্র এবং স্পটের কেন্দ্রের সাথে সঙ্গতি রেখে স্পটের কেন্দ্রে চলে যাবে, যা একটি সাধারণ ক্যাপচার প্রক্রিয়া। . তাত্ত্বিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে, গবেষকরা ফটোথার্মাল শক ড্রাইভিং ফোর্সের শারীরিক উৎস খুঁজে পেয়েছেন, যাকে ফটোথার্মাল গ্রেডিয়েন্ট ফোর্স বলা হয় কারণ অভিব্যক্তিতে তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। স্পটটি সরানোর সময়, ফটোথার্মাল গ্রেডিয়েন্ট ফোর্স ডিস্ট্রিবিউশনের ভারসাম্য ভেঙ্গে যায় এবং ন্যানোয়ারটি আবার স্পটটির কেন্দ্রের দিকে চলে যায় এবং সব সময় প্রক্রিয়াটি পুনরাবৃত্তি করে, ন্যানোয়ারটি স্পটটির সাথে অক্ষীয়ভাবে চলে যায়। এছাড়াও, স্পটটির কেন্দ্রে বন্দী ন্যানোয়ারের জন্য, লেজারের শক্তি বৃদ্ধির ফলে ন্যানোয়ারের প্রান্তগুলি একটি বৃহত্তর ফটোথার্মাল গ্রেডিয়েন্ট বল দ্বারা চেপে যাবে এবং পাশে বাঁকানো হবে, এইভাবে পার্শ্বীয় আন্দোলন উপলব্ধি করা হবে। এটি একটি দ্বি-মাত্রিক সমতলে ন্যানোয়ারের নির্বিচারে চলাচল করতে সক্ষম করে। নীচের চিত্রটি চীনা অক্ষর "冲" এবং ইংরেজি শব্দ "SHOCK" গঠন করতে দলের একাধিক ন্যানোয়ার ব্যবহার দেখায়।
ফটোথার্মাল ইমপালস টুইজার ন্যানোয়ারগুলিকে কাজে লাগায়
চ্যাসিস হিসাবে প্যালাডিয়াম ন্যানোশিটগুলি ব্যবহার করে, গবেষকরা একটি আরও জটিল এবং বহুমুখী ন্যানোরোবট তৈরি করেছেন, একটি চীনা হর্সশু কাঁকড়ার সাথে সাদৃশ্য থাকার কারণে এটিকে HOUbot বলা হয় (চিত্র 4a এবং ভিডিও)। রোবটটি গাড়ির মতো অবাধে চলাফেরা করতে সক্ষম, এবং উচ্চ মাত্রার স্বাধীনতা এবং সূক্ষ্ম নড়াচড়া যেমন মাথা ঠেলে দেওয়া, স্বাধীন লেজ দুলানো এবং খোঁচা দেওয়া। রোবটটি সেমিকন্ডাক্টর ন্যানোয়ার দিয়ে সজ্জিত যা সিটু আর্দ্রতা সেন্সিংয়ের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। তুলনামূলকভাবে বড় পৃষ্ঠের কারণে, রোবটটি অত্যন্ত লোডযোগ্য, তাত্ত্বিক পেলোডগুলি মিলিগ্রামের ক্রম অনুসারে (একটি পিঁপড়ার ভরের সমতুল্য)। অতিরিক্ত অন-বোর্ড উপাদান বা কার্গো সজ্জিত করার জন্য একটি বিদ্যমান ম্যাক্রো-যান্ত্রিক নকশা গ্রহণ করে, HOUbot একটি ম্যাক্রো-রোবটের মতো কাজ করতে পারে এবং এটি বিশ্বের প্রথম ন্যানো-রোবট যা ঐতিহ্যগত যান্ত্রিক উপায় ব্যবহার করে নির্দিষ্ট কাজ সম্পাদন করতে পারে।
সম্পর্কিত পরিকল্পিত
ফটোথার্মাল ট্যুইজারের উদ্ভাবন লেজার ম্যানিপুলেশনকে ইন্টারফেসিয়াল রেজিস্ট্যান্সের দ্বিধা ভেঙ্গে দিতে সক্ষম করেছে, আলোর ম্যানিপুলেশনের প্রয়োগের পরিবেশকে পরিপূরক করেছে এবং লেজারগুলিকে শেষ পর্যন্ত ভূমির তিনটি জগতের সাথে তুলনীয় মাইক্রো-ন্যানো পরিবেশে যথেচ্ছভাবে বস্তুগুলিকে হেরফের করার ক্ষমতা উপলব্ধি করতে সক্ষম করেছে, সমুদ্র, এবং বায়ু (শূন্য/গ্যাস, তরল, এবং কঠিন)। শারীরিকভাবে, ফোকাস ক্ষণস্থায়ী থার্মোয়েলাস্টিক গতিবিদ্যা এবং ট্রাইবোলজির উপর, বিশেষ করে অ-ধ্বংসাত্মক অধ্যয়ন, যা মাইক্রোস্কোপিক রাজ্যে মেকানো-ডাইনামিক প্রক্রিয়াগুলির বোঝাকে আরও প্রকাশ করে। প্রযুক্তিটি নীতিগতভাবে যে কোনও তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসরে এবং যে কোনও শোষণযোগ্য উপাদানের সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে। উপরন্তু, স্থানিক আলো মড্যুলেশন এবং মাল্টি-রোবট সহযোগিতার মাধ্যমে, স্বায়ত্তশাসিত ন্যানোরোবটগুলির ক্লাস্টারগুলিকে জটিল কাজগুলি সম্পাদন করতে উপলব্ধি করা যেতে পারে যা বর্তমানে প্রচলিত উপায়ে অপ্রাপ্য।
