ধাতব অক্সিহাইড্রক্সাইডগুলি বিস্তৃত শিল্প অ্যাপ্লিকেশন সহ ন্যানো পার্টিকেল, তবে তাদের সঠিক কাঠামো নির্ধারণ করা প্রায়শই চ্যালেঞ্জিং। সম্প্রতি, জাপান অ্যাডভান্সড ইনস্টিটিউট অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজির একটি গবেষণা দল টাইটানিয়াম অক্সিহাইড্রক্সাইড ন্যানো পার্টিকেলগুলির বিশদ 3 ডি পারমাণবিক কাঠামো প্রকাশ করতে “জালিয়াতি সম্পর্কের বিশ্লেষণ” নামে একটি উন্নত ইমেজিং পদ্ধতি তৈরি করেছে। ডেটা-চালিত অন্তর্দৃষ্টিগুলি উপকারের মাধ্যমে, এই পদ্ধতিটি কোনও ক্ষতি না করেই স্ফটিক বৈশিষ্ট্যগুলি আনলক করে, এইভাবে সংবেদনশীল ন্যানোম্যাটরিয়ালগুলির অধ্যয়নের একটি মাইলফলক চিহ্নিত করে।
ন্যানোম্যাটরিয়ালগুলি আধুনিক প্রযুক্তির ভবিষ্যত। ব্যাটারি পাওয়ারিং থেকে শুরু করে পরিষ্কার শক্তি ব্যবস্থা এবং দক্ষ অনুঘটকগুলির উন্নতি করা, ন্যানোম্যাটরিয়ালগুলি সর্বত্র রয়েছে। তাদের অনন্য বৈশিষ্ট্য, যা তাদের বাইরে দাঁড় করিয়ে দেয়, প্রায়শই তাদের পরমাণুর সুনির্দিষ্ট ব্যবস্থা থেকে উদ্ভূত হয়। তবে তাদের গুরুত্ব সত্ত্বেও, এই উপকরণগুলির ক্ষুদ্রতম বিল্ডিং ব্লকগুলি প্রায়শই লুকানো থাকে, যা বিশ্লেষণের একটি প্রধান সীমাবদ্ধতা – বিশেষত যখন উপকরণগুলি traditional তিহ্যবাহী ইমেজিংয়ে ব্যবহৃত শক্তিশালী ইলেক্ট্রন বিমগুলিকে প্রতিরোধ করতে খুব সংবেদনশীল হয়।
এই বাধা অতিক্রম করে, জাপান অ্যাডভান্সড ইনস্টিটিউট অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি (জেআইএসটি) এর গবেষকদের একটি দল এখন একটি যুগান্তকারী পদ্ধতি নিয়ে এসেছে যা কাঠামোগত সমঝোতা ছাড়াই বিশদ বিশ্লেষণের প্রতিশ্রুতি দেয়। উচ্চ-রেজোলিউশন ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (এইচআরটিইএম) এর সাথে ডেটা-চালিত জালির সম্পর্কের বিশ্লেষণের সাথে একত্রিত করে, দলটি সফলভাবে টাইটানিয়াম অক্সিহাইড্রক্সাইড ন্যানো পার্টিকেলসের ত্রি-মাত্রিক পারমাণবিক কাঠামোকে ম্যাপ করেছে, এক শ্রেণির উপকরণ জ্বালানি ডিভাইস এবং উন্নত ক্যাটালিস্টে তাদের প্রয়োগের জন্য মূল্যবান।
এই গবেষণার নেতৃত্বে ছিলেন জাইস্টের অধ্যাপক যোশিফুমী ওশিমা তাঁর সতীর্থদের সাথে, সিনিয়র প্রভাষক কোহেই আসো, সিনিয়র টেকনিক্যাল বিশেষজ্ঞ কোইচি হিগাশিমাইন, জাইস্টের প্রাক্তন সিনিয়র প্রভাষক মাসানোবু মিয়াটা এবং জাপানের নিপ্পন স্টিলের ডাঃ হিরোশি কামিও সহ। তাদের অনুসন্ধানগুলি জার্নালে প্রকাশিত হয়েছিল যোগাযোগ রসায়ন 28 এথ এপ্রিল 2025।
এই নতুন কৌশলটির সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য দিকগুলির মধ্যে একটি হ’ল এটি কীভাবে ইমেজিংয়ের সময় ভঙ্গুর ন্যানোম্যাটরিয়ালগুলি রক্ষা করে। Dition তিহ্যবাহী ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি বিশদ চিত্র তৈরি করতে শক্তিশালী ইলেক্ট্রন বিমের উপর প্রচুর নির্ভর করে। এই মরীচিগুলি প্রায়শই সংবেদনশীল নমুনাগুলি (যেমন টাইটানিয়াম অক্সিহাইড্রক্সাইডের মতো) ক্ষতি করে তাদের বিশ্লেষণ করার আগে। তবে নতুন পদ্ধতিটি প্রচলিত কৌশলগুলির তুলনায় 20 থেকে 500 বার ইলেক্ট্রন এক্সপোজারকে হ্রাস করে, বিম-প্ররোচিত ক্ষতির ঝুঁকি ছাড়াই উন্নত রেজোলিউশন সরবরাহ করে এই সমস্যাটিকে সমাধান করে।
সিনিয়র প্রভাষক এএসও ব্যাখ্যা করেছেন, “ধাতব অক্সিহাইড্রোক্সাইডগুলির স্ফটিক কাঠামো নিয়ন্ত্রণ করা তাদের অ্যাপ্লিকেশনগুলির মূল বিষয়, তবে এটি প্রায়শই এই বিম-সংবেদনশীল ন্যানোম্যাটরিয়ালগুলি বিশ্লেষণের অসুবিধাগুলির দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকে,” সিনিয়র প্রভাষক এএসও ব্যাখ্যা করেন। “তবে আমাদের পদ্ধতিটি কাঠামোগত বিশ্লেষণের জন্য একটি নিরাপদ পদ্ধতির সক্ষম করে, যা গবেষকদের তাদের সম্পত্তিগুলি কার্যকরভাবে বুঝতে এবং নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়।”
এই পদ্ধতির ব্যবহার করে, দলটি মেটাটিটানিক অ্যাসিড সম্পর্কে একটি আকর্ষণীয় আবিষ্কার করেছে (এইচ2টিও3), যা একটি টাইটানিয়াম ভিত্তিক উপাদান এবং বিভিন্ন অনুঘটক এবং শক্তি অ্যাপ্লিকেশনগুলির একটি মূল উপাদান। বিশ্লেষণে মেটাটিটানিক অ্যাসিডের একটি বিকল্প স্তরযুক্ত কাঠামো প্রকাশিত হয়েছিল, যা টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড (টিআইও দ্বারা গঠিত হয়েছিল2) এবং টাইটানিয়াম হাইড্রোক্সাইড (টিআই (ওএইচ)4)। এই কাঠামোটি টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডের একটি প্রাকৃতিক খনিজ (টিআইও (টিও2) অনন্য অপটিক্যাল এবং বৈদ্যুতিন বৈশিষ্ট্য সহ।
“মেটাটিটানিক অ্যাসিড এবং অ্যানাটেজের মধ্যে আকর্ষণীয় কাঠামোগত সাদৃশ্যটি স্পষ্টভাবে ব্যাখ্যা করে যে কেন মেটাটিটানিক অ্যাসিড টিআইওর অ্যানাটেজ পর্বের সংশ্লেষণের জন্য একটি বহুল অনুকূল অগ্রাধিকারী হয় কেন2“সিনিয়র প্রভাষক এএসও প্রকাশ করেছেন।
এই আবিষ্কারটি টাইটানিয়াম অক্সিহাইড্রক্সাইডের বাস্তব-বিশ্বের ব্যবহারের জন্য বর্ধিত কার্যকারিতা সহ উপকরণগুলি ডিজাইনের জন্য সম্ভাবনাগুলি উন্মুক্ত করে, অনুঘটকগুলিতে রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলির দক্ষতার উন্নতি করে বা ব্যাটারি এবং সেন্সরগুলিতে উপকরণগুলির কার্যকারিতা বাড়িয়ে তোলে।
যদিও টাইটানিয়াম অক্সিহাইড্রক্সাইডের কাঠামোগত বিশ্লেষণের দুর্দান্ত সম্ভাবনা রয়েছে, গবেষণার প্রভাবগুলি একক উপাদান থেকে অনেক বেশি প্রসারিত হয়। বর্তমানে অনেক উন্নত ন্যানোম্যাটরিয়ালগুলি বর্তমানে আজকের কাটিয়া-এজ প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হচ্ছে যা বৈদ্যুতিন মরীচি ক্ষতির জন্য একই দুর্বলতায় ভুগছে। জেএআইএসটি -তে বিকশিত পদ্ধতিটি পরিষ্কার শক্তি, ইলেকট্রনিক্স এবং টেকসই প্রযুক্তিতে উন্নত ফলাফল এবং উদ্ভাবনের জন্য এই উপকরণগুলি তদন্তের মঞ্চ নির্ধারণ করে।
পরীক্ষামূলক গবেষণায় কী সম্ভব তা প্রসারিত করার পাশাপাশি, গবেষণাটি উপকরণ বিজ্ঞানে গণনামূলক গবেষণার ক্রমবর্ধমান ভূমিকার সাথে ভালভাবে একত্রিত হয়। সামনের দিকে তাকিয়ে, গবেষকরা তাদের জালিয়াতি সম্পর্কিত বিশ্লেষণ এবং উচ্চ-পারফরম্যান্স ডিভাইসগুলির বিকাশকে সক্ষম করে এই ডেটা-চালিত ভবিষ্যতে তাদের জালির পারস্পরিক সম্পর্ক বিশ্লেষণকে একটি প্রয়োজনীয় সরঞ্জাম হয়ে ওঠার কল্পনা করে।