Nature.com தளத்திற்கு வருகை தந்ததற்கு நன்றி. நீங்கள் பயன்படுத்தும் உலாவியில் CSS-க்கான ஆதரவு குறைவாக உள்ளது. சிறந்த அனுபவத்தைப் பெற, மேம்படுத்தப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு (அல்லது இன்டர்நெட் எக்ஸ்ப்ளோரரில் இணக்கப் பயன்முறையை அணைக்குமாறு) பரிந்துரைக்கிறோம். இதற்கிடையில், தொடர்ச்சியான ஆதரவை உறுதிசெய்யும் வகையில், நாங்கள் இந்தத் தளத்தை ஸ்டைல்கள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் காண்பிப்போம்.
குறிப்பாக மருத்துவ சாதனங்கள் சம்பந்தப்பட்டிருக்கும்போது, ​​நாள்பட்ட தொற்றுகள் உருவாவதில் உயிர்ப்படலங்கள் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும். வழக்கமான நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளால் உயிர்ப்படலங்களை மிகக் குறைந்த அளவிலேயே அழிக்க முடியும் என்பதால், இந்தப் பிரச்சனை மருத்துவ சமூகத்திற்கு ஒரு பெரும் சவாலாக உள்ளது. உயிர்ப்படலங்கள் உருவாவதைத் தடுப்பது, பல்வேறு பூச்சு முறைகள் மற்றும் புதிய பொருட்களின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்துள்ளது. இந்த முறைகள், உயிர்ப்படலங்கள் உருவாவதைத் தடுக்கும் வகையில் மேற்பரப்புகளைப் பூசுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன. உலோகக் கண்ணாடிக் கலவைகள், குறிப்பாக தாமிரம் மற்றும் டைட்டானியம் உலோகங்களைக் கொண்டவை, சிறந்த நுண்ணுயிர் எதிர்ப்புப் பூச்சுகளாக உருவெடுத்துள்ளன. அதே நேரத்தில், வெப்பநிலை உணர்திறன் கொண்ட பொருட்களைச் செயலாக்குவதற்கு ஏற்ற முறையாக இருப்பதால், குளிர் தெளிப்புத் தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடு அதிகரித்துள்ளது. இயந்திரக் கலவை நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி, மும்மை Cu-Zr-Ni ஆல் ஆன ஒரு புதிய பாக்டீரியா எதிர்ப்பு உலோகக் கண்ணாடிப் படலத்தை உருவாக்குவது இந்த ஆய்வின் நோக்கங்களில் ஒன்றாகும். இறுதிப் பொருளை உருவாக்கும் கோள வடிவத் தூள், குறைந்த வெப்பநிலையில் துருப்பிடிக்காத எஃகு மேற்பரப்புகளில் குளிர் தெளிப்புப் பூச்சு செய்வதற்கான மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உலோகக் கண்ணாடியால் பூசப்பட்ட அடி மூலக்கூறுகள், துருப்பிடிக்காத எஃகுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​உயிர்ப்படலங்கள் உருவாவதை குறைந்தபட்சம் 1 லாக் அளவுக்குக் கணிசமாகக் குறைக்க முடிந்தது.
மனித வரலாறு முழுவதும், எந்தவொரு சமூகமும் தனது குறிப்பிட்ட தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் புதுமையான பொருட்களை வடிவமைத்து அறிமுகப்படுத்துவதை ஊக்குவிக்க முடிந்தது, இதன் விளைவாக உலகமயமாக்கப்பட்ட பொருளாதாரத்தில் மேம்பட்ட செயல்திறனும் தரவரிசையும் கிடைத்துள்ளது¹. சுகாதாரம், கல்வி, தொழில், பொருளாதாரம், கலாச்சாரம் மற்றும் பிற துறைகளில் ஒரு நாடு அல்லது பிராந்தியத்திலிருந்து மற்றொரு நாட்டிற்கு முன்னேற்றங்களை அடைவதற்காக, பொருட்கள், உற்பத்தி உபகரணங்கள் மற்றும் பொருட்களின் உற்பத்தி மற்றும் பண்பறிதலுக்கான வடிவமைப்புகளை உருவாக்கும் மனிதனின் திறனே இதற்குக் காரணமாகக் கூறப்படுகிறது. நாடு அல்லது பிராந்தியத்தைப் பொருட்படுத்தாமல் முன்னேற்றம் அளவிடப்படுகிறது.² அறுபது ஆண்டுகளாக, பொருள் விஞ்ஞானிகள் தங்கள் நேரத்தின் பெரும்பகுதியை ஒரு முக்கிய அக்கறையில் கவனம் செலுத்துவதற்காக அர்ப்பணித்துள்ளனர்: புதுமையான மற்றும் அதிநவீன பொருட்களைத் தேடுவது. சமீபத்திய ஆராய்ச்சி, தற்போதுள்ள பொருட்களின் தரம் மற்றும் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதிலும், முற்றிலும் புதிய வகை பொருட்களை ஒருங்கிணைத்து கண்டுபிடிப்பதிலும் கவனம் செலுத்துகிறது.
கலப்புலோகக் கூறுகளைச் சேர்ப்பது, பொருளின் நுண் கட்டமைப்பை மாற்றுவது, மற்றும் வெப்ப, இயந்திர அல்லது வெப்ப-இயந்திரச் செயலாக்க நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவது ஆகியவை பல்வேறு வகையான பொருட்களின் இயந்திர, வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றங்களுக்கு வழிவகுத்துள்ளன. மேலும், இதுவரை கேள்விப்படாத சேர்மங்கள் இந்த நிலையில் வெற்றிகரமாகத் தொகுக்கப்பட்டுள்ளன. இந்தத் தொடர்ச்சியான முயற்சிகள், கூட்டாக மேம்பட்ட பொருட்கள்² (Advanced Materials²) என்று அழைக்கப்படும் ஒரு புதிய வகை புதுமையான பொருட்களை உருவாக்கியுள்ளன. நானோபடிகங்கள், நானோ துகள்கள், நானோகுழாய்கள், குவாண்டம் புள்ளிகள், பூஜ்ஜிய-பரிமாண, உருவமற்ற உலோகக் கண்ணாடிகள், மற்றும் உயர்-என்ட்ரோபி கலப்புலோகங்கள் ஆகியவை கடந்த நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியிலிருந்து உலகிற்கு அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட மேம்பட்ட பொருட்களுக்கு சில எடுத்துக்காட்டுகள் ஆகும். சிறந்த பண்புகளுடன் புதிய கலப்புலோகங்களைத் தயாரிக்கும்போதும் உருவாக்கும்போதும், இறுதித் தயாரிப்பிலோ அல்லது அதன் உற்பத்தியின் இடைநிலைக் கட்டங்களிலோ, சமநிலையற்ற தன்மை என்ற சிக்கல் அடிக்கடி சேர்க்கப்படுகிறது. சமநிலையிலிருந்து கணிசமாக விலகுவதற்காக புதிய உற்பத்தி நுட்பங்களைச் செயல்படுத்தியதன் விளைவாக, உலோகக் கண்ணாடிகள் என்று அழைக்கப்படும் ஒரு புதிய வகை நிலைமாறக்கூடிய கலப்புலோகங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன.
1960-ல் கால்டெக்கில் அவர் ஆற்றிய பணி, உலோகக் கலவைகள் பற்றிய கருத்தாக்கத்தில் ஒரு புரட்சியைக் கொண்டுவந்தது. வினாடிக்கு கிட்டத்தட்ட பத்து லட்சம் டிகிரி வெப்பநிலையில் திரவங்களை விரைவாகத் திடப்படுத்துவதன் மூலம், கண்ணாடி போன்ற Au-25 அணு% Si உலோகக் கலவைகளை அவர் உருவாக்கினார். பேராசிரியர் போல் டுவெஸின் இந்தக் கண்டுபிடிப்பு, உலோகக் கண்ணாடிகளின் (MG) வரலாற்றின் தொடக்கத்தை அறிவித்தது மட்டுமல்லாமல், உலோகக் கலவைகள் பற்றி மக்கள் சிந்திக்கும் விதத்திலும் ஒரு பெரும் மாற்றத்திற்கு வழிவகுத்தது. உலோகக் கண்ணாடிகளின் தொகுப்பு குறித்த ஆரம்பகால முன்னோடி ஆய்வுகளிலிருந்து, ஏறக்குறைய அனைத்து உலோகக் கண்ணாடிகளும் பின்வரும் முறைகளில் ஒன்றைப் பயன்படுத்தி மட்டுமே முழுமையாக உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன; (i) உருகிய அல்லது நீராவியை விரைவாகத் திடப்படுத்துதல், (ii) படிக அமைப்பின் அணுக்களை ஒழுங்கின்மையாக்குதல், (iii) தூய உலோகத் தனிமங்களுக்கு இடையேயான திண்ம நிலை உருமாற்ற வினைகள், மற்றும் (iv) நிலைமாறா கட்டங்களின் திண்ம நிலை மாற்றங்கள்.
படிகங்களின் ஒரு வரையறுக்கும் பண்பான, படிகங்களுடன் தொடர்புடைய நீண்ட தூர அணு ஒழுங்கு உலோகக் கண்ணாடிகளில் இல்லை. இன்றைய உலகில், உலோகக் கண்ணாடித் துறையில் பெரும் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது. அவை திட நிலை இயற்பியலில் மட்டுமல்லாமல், உலோகவியல், மேற்பரப்பு வேதியியல், தொழில்நுட்பம், உயிரியல் மற்றும் பல துறைகளிலும் ஆர்வத்தை ஈர்க்கும் சுவாரஸ்யமான பண்புகளைக் கொண்ட புதுமையான பொருட்கள் ஆகும். இந்த புதிய வகை பொருள் திட உலோகங்களிலிருந்து வேறுபட்ட தனித்துவமான பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது, இது பல்வேறு துறைகளில் தொழில்நுட்பப் பயன்பாடுகளுக்கு ஒரு சுவாரஸ்யமான தேர்வாக அமைகிறது. அவை சில முக்கியமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன; (i) அதிக இயந்திர நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் விளைவு வலிமை, (ii) அதிக காந்த ஊடுருவுத்திறன், (iii) குறைந்த கட்டாயத்தன்மை, (iv) அசாதாரண அரிப்பு எதிர்ப்பு, (v) வெப்பநிலை சார்பின்மை. 6,7 கடத்துத்திறன்.
இயந்திரக் கலவையாக்கம் (MA)¹,⁸ என்பது ஒப்பீட்டளவில் ஒரு புதிய நுட்பமாகும், இது முதன்முதலில் 19839-ல் பேராசிரியர் சி.சி. காக் மற்றும் அவரது சகாக்களால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. அவர்கள், அறை வெப்பநிலைக்கு மிக நெருக்கமான சுற்றுப்புற வெப்பநிலையில் தூய தனிமங்களின் கலவையை அரைப்பதன் மூலம் உருவமற்ற Ni₆₀Nb₄₀ தூள்களைத் தயாரித்தனர். வழக்கமாக, MA வினையானது, பொதுவாக துருப்பிடிக்காத எஃகினால் செய்யப்பட்ட ஒரு வினைக்கலனில் உள்ள வினைபடு பொருள் தூள்களின் பரவல் இணைப்பு மூலம் ஒரு பந்து ஆலைக்குள் (படம் 1a, b) மேற்கொள்ளப்படுகிறது. அதன் பின்னர், இந்த இயந்திரவியல் தூண்டப்பட்ட திட-நிலை வினை நுட்பமானது, குறைந்த (படம் 1c) மற்றும் அதிக ஆற்றல் கொண்ட பந்து ஆலைகள், அத்துடன் தண்டு ஆலைகள்11,12,13,14,15, 16 ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி புதிய உருவமற்ற/உலோகக் கண்ணாடி கலப்புலோகத் தூள்களைத் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது. குறிப்பாக, இந்த முறையானது Cu-Ta17 போன்ற கலக்க முடியாத அமைப்புகளையும், அத்துடன் Al-இடைநிலை உலோக அமைப்புகள் (TM; Zr, Hf, Nb மற்றும் Ta)18,19 மற்றும் Fe-W20 போன்ற உயர் உருகுநிலை கலப்புலோகங்களையும் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இவற்றை வழக்கமான தயாரிப்பு வழிகளைப் பயன்படுத்திப் பெற முடியாது. மேலும், உலோக ஆக்சைடுகள், கார்பைடுகள், நைட்ரைடுகள் ஆகியவற்றின் தொழில்துறை அளவிலான நானோபடிக மற்றும் நானோகலப்புத் தூள் துகள்களைத் தயாரிப்பதற்கான மிகவும் சக்திவாய்ந்த நானோதொழில்நுட்பக் கருவிகளில் ஒன்றாக MA கருதப்படுகிறது. ஹைட்ரைடுகள், கார்பன் நானோகுழாய்கள், நானோவைரங்கள், அத்துடன் மேல்-கீழ் அணுகுமுறை 1 மற்றும் நிலைமாறா நிலைகள் வழியாக பரந்த நிலைப்படுத்தல்.
இந்த ஆய்வில் Cu50(Zr50−xNix) உலோகக் கண்ணாடி (MG) பூச்சு/SUS 304-ஐத் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்பட்ட தயாரிப்பு முறையைக் காட்டும் வரைபடம். (அ) குறைந்த ஆற்றல் பந்து அரைக்கும் நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி வெவ்வேறு Ni செறிவுகள் x (x; 10, 20, 30 மற்றும் 40 அணு சதவீதம்) கொண்ட MG உலோகக் கலவைப் பொடிகளைத் தயாரித்தல். (அ) தொடக்கப் பொருள், கருவி எஃகு பந்துகளுடன் ஒரு கருவி உருளையில் ஏற்றப்பட்டு, (ஆ) He வளிமண்டலம் நிரப்பப்பட்ட ஒரு கையுறைப் பெட்டியில் அடைக்கப்படுகிறது. (இ) அரைக்கும் போது பந்தின் இயக்கத்தை விளக்கும் அரைக்கும் கலனின் ஒரு ஒளிபுகும் மாதிரி. 50 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு பெறப்பட்ட பொடியின் இறுதித் தயாரிப்பு, குளிர் தெளிப்பு முறையைப் பயன்படுத்தி SUS 304 அடி மூலக்கூறில் பூசப் பயன்படுத்தப்பட்டது (ஈ).
மொத்தப் பொருட்களின் மேற்பரப்புகளைப் (அடிமூலங்கள்) பொறுத்தவரை, மேற்பரப்புப் பொறியியல் என்பது, அசல் மொத்தப் பொருளில் இல்லாத சில இயற்பியல், வேதியியல் மற்றும் தொழில்நுட்பப் பண்புகளை வழங்குவதற்காக மேற்பரப்புகளை (அடிமூலங்களை) வடிவமைத்து மாற்றுவதை உள்ளடக்கியது. மேற்பரப்புச் சிகிச்சைகள் மூலம் திறம்பட மேம்படுத்தக்கூடிய சில பண்புகளில், தேய்மான எதிர்ப்பு, ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு, உராய்வுக் குணகம், உயிரியல் மந்தத்தன்மை, மின் பண்புகள் மற்றும் வெப்பக் காப்பு ஆகியவை அடங்கும். உலோகவியல், இயந்திரவியல் அல்லது வேதியியல் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் மேற்பரப்பின் தரத்தை மேம்படுத்தலாம். நன்கு அறியப்பட்ட ஒரு செயல்முறையாக, ஒரு பூச்சு என்பது மற்றொரு பொருளால் செய்யப்பட்ட ஒரு மொத்தப் பொருளின் (அடிமூலம்) மேற்பரப்பில் செயற்கையாகப் படியவைக்கப்படும் ஒன்று அல்லது பல அடுக்குகள் கொண்ட ஒரு பொருளாக எளிமையாக வரையறுக்கப்படுகிறது. இவ்வாறு, பூச்சுகள் சில விரும்பிய தொழில்நுட்ப அல்லது அலங்காரப் பண்புகளை அடைவதற்கும், சுற்றியுள்ள சூழலுடன் எதிர்பார்க்கப்படும் வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் தொடர்புகளிலிருந்து பொருட்களைப் பாதுகாப்பதற்கும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
சில மைக்ரோமீட்டர்கள் (10-20 மைக்ரோமீட்டருக்கும் குறைவானது) முதல் 30 மைக்ரோமீட்டருக்கும் அதிகமான அல்லது சில மில்லிமீட்டர்கள் வரையிலான தடிமன்களில் பொருத்தமான மேற்பரப்பு பாதுகாப்பு அடுக்குகளைப் படியவைக்க, பல முறைகளும் நுட்பங்களும் பயன்படுத்தப்படலாம். பொதுவாக, பூச்சு செயல்முறைகளை இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: (i) மின்முலாம் பூசுதல், மின்சாரமில்லா முலாம் பூசுதல் மற்றும் சூடான-முக்கு துத்தநாகப் பூச்சு முறைகள் உள்ளிட்ட ஈரப் பூச்சு முறைகள், மற்றும் (ii) பற்றவைத்தல், மேற்பரப்புப் பூச்சு, இயற்பியல் ஆவிப் படிவு (PVD), வேதியியல் ஆவிப் படிவு (CVD), வெப்பத் தெளிப்பு நுட்பங்கள் மற்றும் மிக அண்மையில் குளிர் தெளிப்பு நுட்பங்கள் 24 (படம் 1d) உள்ளிட்ட உலர் பூச்சு முறைகள்.
பயோஃபிலிம்கள் என்பவை, மேற்பரப்புகளில் மீளமுடியாதபடி ஒட்டிக்கொண்டு, தங்களால் உற்பத்தி செய்யப்பட்ட புற-செல்லுலார் பாலிமர்களால் (EPS) சூழப்பட்டிருக்கும் நுண்ணுயிரிக் கூட்டங்கள் என வரையறுக்கப்படுகின்றன. மேலோட்டமாக முதிர்ந்த பயோஃபிலிம் உருவாக்கம், உணவுத் தொழில், நீர் அமைப்புகள் மற்றும் சுகாதாரச் சூழல்கள் உள்ளிட்ட பல தொழில்துறைத் துறைகளில் குறிப்பிடத்தக்க இழப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும். மனிதர்களில், பயோஃபிலிம்கள் உருவாகும்போது, ​​80% க்கும் மேற்பட்ட நுண்ணுயிரித் தொற்றுகளுக்கு (என்டரோபாக்டீரியேசி மற்றும் ஸ்டேஃபிளோகாக்கி உட்பட) சிகிச்சையளிப்பது கடினமாகிறது. மேலும், முதிர்ந்த பயோஃபிலிம்கள், மிதக்கும் பாக்டீரியா செல்களைக் காட்டிலும் 1000 மடங்கு அதிகமாக நுண்ணுயிர் எதிர்ப்புச் சிகிச்சையை எதிர்க்கும் திறன் கொண்டவை எனத் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது, இது ஒரு பெரிய சிகிச்சை சவாலாகக் கருதப்படுகிறது. வழக்கமான கரிமச் சேர்மங்களிலிருந்து பெறப்பட்ட நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு மேற்பரப்புப் பூச்சுப் பொருட்கள் வரலாற்று ரீதியாகப் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகின்றன. அத்தகைய பொருட்கள் பெரும்பாலும் மனிதர்களுக்கு ஆபத்தை விளைவிக்கக்கூடிய நச்சுக் கூறுகளைக் கொண்டிருந்தாலும்,²⁵,²⁶ அவை பாக்டீரியா பரவுவதையும் பொருள் அழிவையும் தவிர்க்க உதவக்கூடும்.
பயோஃபிலிம் உருவாக்கம் காரணமாக நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு சிகிச்சைகளுக்கு பாக்டீரியாக்கள் காட்டும் பரவலான எதிர்ப்புத்திறன், பாதுகாப்பாகப் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு திறமையான நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு சவ்வு பூசப்பட்ட மேற்பரப்பை உருவாக்க வேண்டிய தேவையை ஏற்படுத்தியுள்ளது²⁷. பாக்டீரியா செல்கள் ஒட்டுவதன் காரணமாகப் பிணைந்து பயோஃபிலிம்களை உருவாக்குவதைத் தடுக்கும் ஒரு இயற்பியல் அல்லது வேதியியல் ஒட்டுதல்-எதிர்ப்பு மேற்பரப்பை உருவாக்குவதே இந்தச் செயல்முறையின் முதல் அணுகுமுறையாகும்²⁷. இரண்டாவது தொழில்நுட்பம், நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு இரசாயனங்களை அதிக செறிவு மற்றும் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட அளவுகளில், தேவைப்படும் இடத்திற்குத் துல்லியமாக வழங்க உதவும் பூச்சுகளை உருவாக்குவதாகும். பாக்டீரியாக்களை எதிர்க்கும் கிராஃபீன்/ஜெர்மானியம்²⁸, கருப்பு வைரம்²⁹ மற்றும் ZnO-கலந்த வைரம் போன்ற கார்பன் பூச்சுகள்³⁰ போன்ற தனித்துவமான பூச்சுப் பொருட்களை உருவாக்குவதன் மூலம் இது அடையப்படுகிறது. இந்தத் தொழில்நுட்பம், பயோஃபிலிம் உருவாக்கம் காரணமாக ஏற்படும் நச்சுத்தன்மை மற்றும் எதிர்ப்புத்திறன் வளர்ச்சியை கணிசமாகக் குறைக்கிறது. கூடுதலாக, பாக்டீரியா மாசுபாட்டிலிருந்து நீண்டகாலப் பாதுகாப்பை வழங்குவதற்காக, மேற்பரப்புகளில் கிருமிநாசினி இரசாயனங்களை இணைக்கும் பூச்சுகள் மிகவும் பிரபலமாகி வருகின்றன. இந்த மூன்று செயல்முறைகளும் பூசப்பட்ட மேற்பரப்புகளில் நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு விளைவுகளை உருவாக்கும் திறன் கொண்டவையாக இருந்தாலும், பயன்பாட்டு உத்திகளை உருவாக்கும்போது கருத்தில் கொள்ள வேண்டிய அதன் சொந்த வரம்புகளை அவை ஒவ்வொன்றும் கொண்டுள்ளன.
தற்போது சந்தையில் உள்ள தயாரிப்புகள், உயிரியல் ரீதியாகச் செயல்படும் மூலப்பொருட்களுக்கான பாதுகாப்புப் பூச்சுகளைப் பகுப்பாய்வு செய்து சோதிப்பதற்குப் போதிய நேரம் இல்லாததால் தடைபடுகின்றன. நிறுவனங்கள் தங்கள் தயாரிப்புகள் பயனர்களுக்கு விரும்பத்தக்க செயல்பாட்டு அம்சங்களை வழங்கும் என்று கூறுகின்றன; இருப்பினும், இது தற்போது சந்தையில் உள்ள தயாரிப்புகளின் வெற்றிக்கு ஒரு தடையாக இருந்து வருகிறது. நுகர்வோருக்கு இப்போது கிடைக்கும் பெரும்பாலான நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு சிகிச்சைகளில் வெள்ளியிலிருந்து பெறப்பட்ட சேர்மங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த தயாரிப்புகள், நுண்ணுயிரிகளின் அபாயகரமான விளைவுகளிலிருந்து பயனர்களைப் பாதுகாக்க உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. வெள்ளி சேர்மங்களின் தாமதமான நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு விளைவு மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய நச்சுத்தன்மை, குறைவான தீங்கு விளைவிக்கும் மாற்றீட்டை உருவாக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் மீதான அழுத்தத்தை அதிகரிக்கிறது36,37. உட்புறத்திலும் வெளிப்புறத்திலும் செயல்படும் ஒரு உலகளாவிய நுண்ணுயிர் எதிர்ப்புப் பூச்சினை உருவாக்குவது இன்னும் ஒரு கடினமான பணியாகவே உள்ளது. இதற்குக் காரணம், உடல்நலம் மற்றும் பாதுகாப்பு ஆகிய இரண்டிற்கும் தொடர்புடைய அபாயங்களே ஆகும். மனிதர்களுக்குக் குறைவான தீங்கு விளைவிக்கும் ஒரு நுண்ணுயிர் எதிர்ப்புப் பொருளைக் கண்டுபிடிப்பதும், நீண்ட ஆயுட்காலம் கொண்ட பூச்சுப் பொருட்களில் அதை எவ்வாறு இணைப்பது என்பதைக் கண்டறிவதும் மிகவும் விரும்பப்படும் ஒரு இலக்காகும்38. சமீபத்திய நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு மற்றும் உயிரிப்படல எதிர்ப்புப் பொருட்கள், நேரடித் தொடர்பு மூலமாகவோ அல்லது செயல்படும் பொருள் வெளியிடப்பட்ட பின்னரோ, அருகாமையில் உள்ள பாக்டீரியாக்களைக் கொல்லும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. அவை ஆரம்ப பாக்டீரியா ஒட்டுதலைத் தடுப்பதன் மூலமாகவோ (மேற்பரப்பில் ஒரு புரத அடுக்கு உருவாவதை எதிர்ப்பது உட்பட) அல்லது செல் சுவரில் குறுக்கிட்டு பாக்டீரியாக்களைக் கொல்வதன் மூலமாகவோ இதைச் செய்ய முடியும்.
அடிப்படையில், மேற்பரப்புப் பூச்சு என்பது ஒரு பாகத்தின் மேற்பரப்பு தொடர்பான பண்புகளை மேம்படுத்துவதற்காக, அதன் மீது மற்றொரு அடுக்கைப் பூசும் செயல்முறையாகும். மேற்பரப்புப் பூச்சின் நோக்கம், பாகத்தின் மேற்பரப்பிற்கு அருகிலுள்ள பகுதியின் நுண்ணமைப்பு மற்றும்/அல்லது கலவையைத் தகுந்தவாறு அமைப்பதாகும்³⁹. மேற்பரப்புப் பூச்சு நுட்பங்களை வெவ்வேறு முறைகளாகப் பிரிக்கலாம், அவை படம் 2a-வில் சுருக்கமாகக் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன. பூச்சை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் முறையைப் பொறுத்து, பூச்சுகளை வெப்ப, வேதியியல், இயற்பியல் மற்றும் மின்வேதியியல் வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்.
(அ) ​​மேற்பரப்பிற்காகப் பயன்படுத்தப்படும் முக்கிய உருவாக்க நுட்பங்களைக் காட்டும் உட்படம், மற்றும் (ஆ) குளிர் தெளிப்பு நுட்பத்தின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள்.
குளிர் தெளிப்பு தொழில்நுட்பம், வழக்கமான வெப்பத் தெளிப்பு முறைகளுடன் பல ஒற்றுமைகளைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், குளிர் தெளிப்பு செயல்முறையையும் குளிர் தெளிப்புப் பொருட்களையும் குறிப்பாகத் தனித்துவமாக்கும் சில முக்கிய அடிப்படைப் பண்புகளும் உள்ளன. குளிர் தெளிப்பு தொழில்நுட்பம் இன்னும் அதன் ஆரம்ப நிலையில் உள்ளது, ஆனால் அதற்கு ஒரு பிரகாசமான எதிர்காலம் உள்ளது. சில பயன்பாடுகளில், குளிர் தெளிப்பின் தனித்துவமான பண்புகள், வழக்கமான வெப்பத் தெளிப்பு முறைகளின் உள்ளார்ந்த வரம்புகளைக் கடந்து, பெரும் நன்மைகளை வழங்குகின்றன. இது பாரம்பரிய வெப்பத் தெளிப்பு தொழில்நுட்பத்தின் குறிப்பிடத்தக்க வரம்புகளைக் கடக்க ஒரு வழியை வழங்குகிறது, இதில் தூளை உருக்கி அடி மூலக்கூறின் மீது படிய வைக்க வேண்டும். வெளிப்படையாக, இந்த பாரம்பரிய பூச்சு செயல்முறை, நானோ படிகங்கள், நானோ துகள்கள், உருவமற்ற மற்றும் உலோகக் கண்ணாடிகள் போன்ற மிகவும் வெப்பநிலை உணர்திறன் கொண்ட பொருட்களுக்கு ஏற்றதல்ல40, 41, 42. மேலும், வெப்பத் தெளிப்பு பூச்சுப் பொருட்கள் எப்போதும் அதிக அளவிலான நுண்துளைகளையும் ஆக்சைடுகளையும் வெளிப்படுத்துகின்றன. குளிர் தெளிப்பு தொழில்நுட்பம், வெப்பத் தெளிப்பு தொழில்நுட்பத்தை விட பல குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, அவை (i) அடி மூலக்கூறுக்கு குறைந்தபட்ச வெப்ப உள்ளீடு, (ii) அடி மூலக்கூறு பூச்சுத் தேர்வுகளில் நெகிழ்வுத்தன்மை, (iii) கட்ட மாற்றம் மற்றும் தானிய வளர்ச்சி இல்லாமை, (iv) அதிக பிணைப்பு வலிமை1,39 (படம் 2b). கூடுதலாக, குளிர் தெளிப்பு பூச்சுப் பொருட்கள் அதிக அரிப்பு எதிர்ப்புத்திறன், அதிக வலிமை மற்றும் கடினத்தன்மை, அதிக மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் அதிக அடர்த்தி ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன⁴¹. குளிர் தெளிப்பு செயல்முறையின் நன்மைகளுக்கு மாறாக, படம் 2b-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்த நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவதில் இன்னும் சில குறைபாடுகள் உள்ளன. Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂, WC போன்ற தூய பீங்கான் தூள்களுக்குப் பூசும்போது, ​​குளிர் தெளிப்பு முறையைப் பயன்படுத்த முடியாது. மறுபுறம், பீங்கான்/உலோகக் கலப்புத் தூள்களைப் பூச்சுகளுக்கான மூலப்பொருட்களாகப் பயன்படுத்தலாம். மற்ற வெப்பத் தெளிப்பு முறைகளுக்கும் இது பொருந்தும். சிக்கலான மேற்பரப்புகள் மற்றும் குழாயின் உட்புற மேற்பரப்புகளில் தெளிப்பது இன்னும் கடினமாக உள்ளது.
தற்போதைய ஆய்வானது உலோகக் கண்ணாடித் தூள்களை மூலப் பூச்சுப் பொருட்களாகப் பயன்படுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்டிருப்பதால், இந்த நோக்கத்திற்காக வழக்கமான வெப்பத் தெளிப்பு முறையைப் பயன்படுத்த முடியாது என்பது தெளிவாகிறது. ஏனெனில், உலோகக் கண்ணாடித் தூள்கள் உயர் வெப்பநிலையில் படிகமாகின்றன¹.
மருத்துவ மற்றும் உணவுத் தொழில்களில் பயன்படுத்தப்படும் பெரும்பாலான கருவிகள், அறுவை சிகிச்சைக் கருவிகளின் உற்பத்திக்காக, 12 முதல் 20 எடை சதவீதம் வரையிலான குரோமியம் உள்ளடக்கம் கொண்ட ஆஸ்டெனிடிக் துருப்பிடிக்காத எஃகு கலவைகளால் (SUS316 மற்றும் SUS304) செய்யப்படுகின்றன. எஃகு கலவைகளில் குரோமியம் உலோகத்தை ஒரு கலப்புலோகக் கூறாகப் பயன்படுத்துவது, சாதாரண எஃகு கலவைகளின் அரிப்பு எதிர்ப்பை வெகுவாக மேம்படுத்தும் என்பது பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது. துருப்பிடிக்காத எஃகு கலவைகள், அவற்றின் அதிக அரிப்பு எதிர்ப்பு இருந்தபோதிலும், குறிப்பிடத்தக்க நுண்ணுயிரெதிர்ப்புப் பண்புகளை வெளிப்படுத்துவதில்லை38,39. இது அவற்றின் அதிக அரிப்பு எதிர்ப்புக்கு முரணாக உள்ளது. இதற்குப் பிறகு, தொற்று மற்றும் அழற்சியின் வளர்ச்சியை கணிக்க முடியும், இது முக்கியமாக துருப்பிடிக்காத எஃகு உயிரிப் பொருட்களின் மேற்பரப்பில் பாக்டீரியா ஒட்டுதல் மற்றும் குடியேற்றத்தால் ஏற்படுகிறது. பாக்டீரியா ஒட்டுதல் மற்றும் உயிரிப்படல உருவாக்கம் தொடர்பான பாதைகளில் உள்ள குறிப்பிடத்தக்க சிக்கல்களால் பெரும் சிரமங்கள் ஏற்படலாம், இது உடல்நலச் சீர்கேட்டிற்கு வழிவகுக்கும், மேலும் இது மனித ஆரோக்கியத்தை நேரடியாகவோ அல்லது மறைமுகமாகவோ பாதிக்கக்கூடிய பல விளைவுகளை ஏற்படுத்தக்கூடும்.
இந்த ஆய்வு, குவைத் அறிவியல் மேம்பாட்டு அறக்கட்டளையின் (KFAS) ஒப்பந்த எண் 2010-550401-இன் கீழ் நிதியளிக்கப்பட்ட ஒரு திட்டத்தின் முதல் கட்டமாகும். பாக்டீரியா எதிர்ப்புப் படலம்/SUS304 மேற்பரப்புப் பாதுகாப்புப் பூச்சு தயாரிப்பதற்காக, MA தொழில்நுட்பத்தைப் (அட்டவணை 1) பயன்படுத்தி உலோகக் கண்ணாடி போன்ற Cu-Zr-Ni முக்கூட்டுத் தூள்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான சாத்தியக்கூறுகளை ஆராய்வதே இதன் நோக்கமாகும். ஜனவரி 2023-இல் தொடங்கவிருக்கும் இத்திட்டத்தின் இரண்டாம் கட்டம், இந்த அமைப்பின் மின்வேதியியல் அரிப்புப் பண்புகளையும் இயந்திரவியல் பண்புகளையும் விரிவாக ஆய்வு செய்யும். பல்வேறு பாக்டீரியா இனங்களுக்கு விரிவான நுண்ணுயிரியல் சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்படும்.
இந்த ஆய்வறிக்கையில், உருவவியல் மற்றும் கட்டமைப்புப் பண்புகளின் அடிப்படையில், கண்ணாடி உருவாக்கும் திறனில் (GFA) Zr கலப்புலோகத் தனிம உள்ளடக்கத்தின் விளைவு விவாதிக்கப்பட்டுள்ளது. மேலும், பூசப்பட்ட உலோகக் கண்ணாடித் தூள் பூச்சு/SUS304 கலவையின் பாக்டீரியா எதிர்ப்புப் பண்புகளும் விவாதிக்கப்பட்டன. அதுமட்டுமின்றி, உருவாக்கப்பட்ட உலோகக் கண்ணாடி அமைப்புகளின் குறைவெப்ப திரவப் பகுதிக்குள் குளிர் தெளிப்பின் போது உலோகக் கண்ணாடித் தூள்களில் ஏற்படக்கூடிய கட்டமைப்பு மாற்றத்தின் சாத்தியக்கூறுகளை ஆராய்வதற்காக தற்போதைய ஆய்வு மேற்கொள்ளப்பட்டுள்ளது. பிரதிநிதித்துவ எடுத்துக்காட்டுகளாக, Cu50Zr30Ni20 மற்றும் Cu50Zr20Ni30 உலோகக் கண்ணாடிக் கலவைகள் இந்த ஆய்வில் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன.
இந்தப் பிரிவில், குறைந்த ஆற்றல் பந்து அரைத்தலில் தனிமங்களான Cu, Zr மற்றும் Ni தூள்களின் உருவவியல் மாற்றங்கள் வழங்கப்பட்டுள்ளன. விளக்க எடுத்துக்காட்டுகளாக, Cu50Zr20Ni30 மற்றும் Cu50Zr40Ni10 ஆகியவற்றைக் கொண்ட இரண்டு வெவ்வேறு அமைப்புகள் பிரதிநிதித்துவ எடுத்துக்காட்டுகளாகப் பயன்படுத்தப்படும். அரைக்கும் கட்டத்தின் போது உருவாக்கப்பட்ட தூளின் உலோகவியல் பண்புக்கூறுகளால் (படம் 3) காட்டப்பட்டுள்ளபடி, MA செயல்முறையை மூன்று தனித்துவமான நிலைகளாகப் பிரிக்கலாம்.
வெவ்வேறு பந்து அரைப்பு நேர நிலைகளுக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட இயந்திரக் கலப்புலோக (MA) தூள்களின் உலோகவியல் பண்புகள். 3, 12 மற்றும் 50 மணிநேர குறைந்த ஆற்றல் பந்து அரைப்பு நேரங்களுக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட MA மற்றும் Cu50Zr40Ni10 தூள்களின் புல உமிழ்வு ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (FE-SEM) படங்கள் Cu50Zr20Ni30 அமைப்புக்கு (a), (c) மற்றும் (e) இல் காட்டப்பட்டுள்ளன, அதே சமயம் அதே MA அமைப்பில், நேரத்திற்குப் பிறகு எடுக்கப்பட்ட Cu50Zr40Ni10 அமைப்பின் தொடர்புடைய படங்கள் (b), (d) மற்றும் (f) இல் காட்டப்பட்டுள்ளன.
பந்து அரைக்கும் செயல்பாட்டின் போது, ​​உலோகத் தூளுக்கு மாற்றப்படக்கூடிய பயனுள்ள இயக்க ஆற்றலானது, படம் 1a-வில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, பல்வேறு காரணிகளின் சேர்க்கையால் பாதிக்கப்படுகிறது. இதில் பந்துகளுக்கும் தூள்களுக்கும் இடையிலான மோதல்கள், அரைக்கும் ஊடகங்களுக்கு இடையில் அல்லது இடையில் சிக்கிய தூளின் அமுக்க வெட்டுவிசை, விழும் பந்துகளின் தாக்கம், நகரும் பந்து அரைக்கும் ஊடகங்களுக்கு இடையில் தூள் உராய்வினால் ஏற்படும் வெட்டுவிசை மற்றும் தேய்மானம், மற்றும் பயிர் சுமைகள் வழியாகப் பரவும் விழும் பந்துகள் கடந்து செல்லும் அதிர்ச்சி அலை ஆகியவை அடங்கும் (படம் 1a). உலோக அரைப்பின் ஆரம்ப கட்டத்தில் (3 மணிநேரம்), குளிர் பற்றவைப்பு காரணமாக தனிமங்களான Cu, Zr, மற்றும் Ni தூள்கள் கடுமையாக உருக்குலைந்து, பெரிய தூள் துகள்களை (>1 மிமீ விட்டம்) உருவாக்கின. இந்தப் பெரிய கலப்புத் துகள்கள், படம் 3a,b-ல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, கலப்புத் தனிமங்களின் (Cu, Zr, Ni) தடிமனான அடுக்குகளின் உருவாக்கத்தால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. உலோக அரைப்பு நேரத்தை 12 மணிநேரமாக (இடைநிலை) அதிகரித்தபோது, ​​பந்து அரைப்பானின் இயக்க ஆற்றல் அதிகரித்தது. இதன் விளைவாக, கலப்புத் தூள், படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, நுண்ணிய தூள்களாக (200 µm-க்கும் குறைவான) சிதைந்தது. 3c,d. இந்த நிலையில், செலுத்தப்பட்ட வெட்டு விசையானது, படம் 3c,d-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, மெல்லிய Cu, Zr, Ni தடய அடுக்குகளுடன் ஒரு புதிய உலோக மேற்பரப்பின் உருவாக்கத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. அடுக்குச் செம்மையாக்கத்தின் விளைவாக, செதில்களின் இடைமுகத்தில் திண்ம நிலை வினைகள் நிகழ்ந்து புதிய நிலைகளை உருவாக்குகின்றன.
MA செயல்முறையின் உச்சக்கட்டத்தில் (50 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு), செதில் போன்ற உலோகவியல் மங்கலாகவே காணப்பட்டது (படம் 3e,f), ஆனால் தூளின் மெருகூட்டப்பட்ட மேற்பரப்பு கண்ணாடி போன்ற உலோகவியலைக் காட்டியது. இதன் பொருள், MA செயல்முறை நிறைவடைந்து, ஒற்றை வினை நிலை உருவாகியுள்ளது என்பதாகும். படம் 3e (I, II, III), f, v, vi) இல் குறியிடப்பட்ட பகுதிகளின் தனிமக் கலவையானது, ஆற்றல் சிதறல் எக்ஸ்-கதிர் நிறமாலையியல் (EDS) (IV) உடன் இணைக்கப்பட்ட புல உமிழ்வு ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (FE-SEM) ஐப் பயன்படுத்தி தீர்மானிக்கப்பட்டது.
அட்டவணை 2-இல், படம் 3e,f-இல் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஒவ்வொரு பகுதியின் மொத்த எடையில், கலப்புலோகத் தனிமங்களின் செறிவுகள் சதவீதமாகக் காட்டப்பட்டுள்ளன. இந்த முடிவுகளை, அட்டவணை 1-இல் பட்டியலிடப்பட்டுள்ள Cu50Zr20Ni30 மற்றும் Cu50Zr40Ni10 ஆகியவற்றின் தொடக்கப் பெயரளவு கலவைகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​இந்த இரண்டு இறுதிப் பொருட்களின் கலவைகளும் பெயரளவு கலவைகளுக்கு மிகவும் ஒத்த மதிப்புகளைக் கொண்டுள்ளன என்பதைக் காணலாம். மேலும், படம் 3e,f-இல் பட்டியலிடப்பட்டுள்ள பகுதிகளுக்கான சார்பு கூறு மதிப்புகள், ஒரு பகுதியிலிருந்து மற்றொரு பகுதிக்கு ஒவ்வொரு மாதிரியின் கலவையிலும் குறிப்பிடத்தக்க சிதைவையோ அல்லது ஏற்ற இறக்கத்தையோ குறிக்கவில்லை. ஒரு பகுதியிலிருந்து மற்றொரு பகுதிக்கு கலவையில் எந்த மாற்றமும் இல்லை என்பதே இதற்குச் சான்றாகும். இது, அட்டவணை 2-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒருபடித்தான கலப்புலோகத் தூள்களின் உற்பத்தியைச் சுட்டிக்காட்டுகிறது.
படம் 4a–d இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 50 மில்லி ஆர்கான் (MA) முறைக்குப் பிறகு இறுதித் தயாரிப்பான Cu50(Zr50−xNix) தூளின் FE-SEM நுண்ணுருவப் படங்கள் பெறப்பட்டன, இங்கு x என்பது முறையே 10, 20, 30 மற்றும் 40 அணு சதவீதம் ஆகும். இந்த அரைக்கும் படிக்குப் பிறகு, வான் டெர் வால்ஸ் விளைவின் காரணமாகத் தூள் திரண்டு, படம் 4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 73 முதல் 126 நானோமீட்டர் வரையிலான விட்டங்களைக் கொண்ட மீநுண் துகள்களை உள்ளடக்கிய பெரிய திரள்களை உருவாக்குகிறது.
50 மணிநேர MA நேரத்திற்குப் பிறகு பெறப்பட்ட Cu50(Zr50−xNix) தூள்களின் உருவவியல் பண்புகள். Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 அமைப்புகளுக்கு, 50 MA நேரங்களுக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட தூள்களின் FE-SEM படங்கள் முறையே (a), (b), (c) மற்றும் (d) இல் காட்டப்பட்டுள்ளன.
தூள்களை ஒரு குளிர் தெளிப்பு ஊட்டியில் ஏற்றுவதற்கு முன், அவை முதலில் பகுப்பாய்வுத் தர எத்தனாலில் 15 நிமிடங்களுக்கு மீயொலி அலைகளுக்கு உட்படுத்தப்பட்டு, பின்னர் 150°C வெப்பநிலையில் 2 மணி நேரம் உலர்த்தப்பட்டன. பூச்சு செயல்முறை முழுவதும் பல குறிப்பிடத்தக்க சிக்கல்களை அடிக்கடி ஏற்படுத்தும் திரட்சியை வெற்றிகரமாக எதிர்த்துப் போராடுவதற்கு இந்த நடவடிக்கை எடுக்கப்பட வேண்டும். MA செயல்முறை முடிந்த பிறகு, உலோகக் கலவைத் தூள்களின் ஒருபடித்தன்மையை ஆராய்வதற்காக மேலும் பண்புக்கூறுகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன. படம் 5a–d, 50 மணிநேர M நேரத்திற்குப் பிறகு பெறப்பட்ட Cu50Zr30Ni20 உலோகக் கலவையின் Cu, Zr மற்றும் Ni கலப்புத் தனிமங்களின் FE-SEM நுண்ணுருவப்படங்களையும் அதனுடன் தொடர்புடைய EDS படங்களையும் முறையே காட்டுகின்றன. படம் 5-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்த படிக்குப் பிறகு தயாரிக்கப்பட்ட உலோகக் கலவைத் தூள்கள் துணை-நானோமீட்டர் நிலைக்கு அப்பால் எந்தவொரு உட்கூறு ஏற்ற இறக்கங்களையும் காட்டாததால், அவை ஒருபடித்தானவை என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.
50 MA நேரங்களுக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட MG Cu50Zr30Ni20 தூளின் உருவவியல் மற்றும் உள்ளூர் தனிமப் பரவல், FE-SEM/ஆற்றல் சிதறல் எக்ஸ்-கதிர் நிறமாலையியல் (EDS) மூலம் ஆராயப்பட்டது. (a) SEM மற்றும் எக்ஸ்-கதிர் EDS மேப்பிங்: (b) Cu-Kα, (c) Zr-Lα மற்றும் (d) Ni-Kα படங்கள்.
50 மணிநேர இயந்திரக் கலப்பு நேரத்திற்குப் பிறகு பெறப்பட்ட, இயந்திரக் கலப்பு செய்யப்பட்ட Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 மற்றும் Cu50Zr20Ni30 தூள்களின் XRD வடிவங்கள் முறையே படம் 6a–d இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. அரைத்தலின் இந்தக் கட்டத்திற்குப் பிறகு, வெவ்வேறு Zr செறிவுகளைக் கொண்ட அனைத்து மாதிரிகளும், படம் 6 இல் காட்டப்பட்டுள்ள சிறப்பியல்பு ஒளிவட்டப் பரவல் வடிவங்களுடன் கூடிய உருவமற்ற கட்டமைப்புகளைக் காட்டின.
50 மணிநேர MA நேரத்திற்குப் பிறகு (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 மற்றும் (d) Cu50Zr20Ni30 தூள்களின் XRD வடிவங்கள். விதிவிலக்கின்றி அனைத்து மாதிரிகளும் ஒரு ஒளிவட்டப் பரவல் வடிவத்தைக் காட்டின, இது ஒரு படிகமற்ற கட்டத்தின் உருவாக்கத்தைக் குறிக்கிறது.
வெவ்வேறு மில்லிங் அரைப்பு (MA) நேரங்களில் பந்து அரைத்தலின் விளைவாக உருவாகும் தூள்களின் கட்டமைப்பு மாற்றங்களைக் கவனிக்கவும், அவற்றின் உள்ளூர் கட்டமைப்பைப் புரிந்துகொள்ளவும் புல உமிழ்வு உயர்-தெளிவுத்திறன் செலுத்து எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (FE-HRTEM) பயன்படுத்தப்பட்டது. Cu50Zr30Ni20 மற்றும் Cu50Zr40Ni10 தூள்களுக்கான அரைத்தலின் ஆரம்ப (6 மணிநேரம்) மற்றும் இடைநிலை (18 மணிநேரம்) நிலைகளுக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட தூள்களின் FE-HRTEM படங்கள் முறையே படம் 7a,c-இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. 6 மணிநேர மில்லிங் அரைப்பிற்குப் பிறகு உருவாக்கப்பட்ட தூளின் பிரகாசமான புலப் படத்தின் (BFI) படி, படம் 7a-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அத்தூளானது fcc-Cu, hcp-Zr மற்றும் fcc-Ni ஆகிய தனிமங்களின் நன்கு வரையறுக்கப்பட்ட எல்லைகளுடன் கூடிய பெரிய துகள்களால் ஆனது, மேலும் வினைக்கட்டம் உருவானதற்கான எந்த அறிகுறியும் இல்லை. மேலும், (a)-இன் நடுப் பகுதியிலிருந்து எடுக்கப்பட்ட தொடர்புடைய தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பகுதி விளிம்புப் பிரதிபலிப்பு வடிவம் (SADP), ஒரு கூர்முனை விளிம்புப் பிரதிபலிப்பு வடிவத்தை (படம் 7b) வெளிப்படுத்தியது, இது பெரிய படிகத்துகள்கள் இருப்பதையும், வினைபுரியும் கட்டம் இல்லாததையும் குறிக்கிறது.
ஆரம்ப (6 மணிநேரம்) மற்றும் இடைநிலை (18 மணிநேரம்) நிலைகளுக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட MA தூளின் உள்ளூர் கட்டமைப்புப் பண்புக்கூறு. (a) புல உமிழ்வு உயர் தெளிவுத்திறன் செலுத்து எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (FE-HRTEM), மற்றும் (b) 6 மணிநேர MA சிகிச்சைக்குப் பிறகு Cu50Zr30Ni20 தூளின் அதனுடன் தொடர்புடைய தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பகுதி விளிம்புப் பிரதிபலிப்பு வடிவம் (SADP). 18 மணிநேர MA நேரத்திற்குப் பிறகு பெறப்பட்ட Cu50Zr40Ni10-இன் FE-HRTEM படம் (c)-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
படம் 7c-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, MA கால அளவை 18 மணிநேரமாக நீட்டித்ததால், நெகிழ்வு சிதைவுடன் கூடிய கடுமையான படிகக்கூடு குறைபாடுகள் ஏற்பட்டன. MA செயல்முறையின் இந்த இடைப்பட்ட கட்டத்தில், தூளானது அடுக்குக் குறைபாடுகள், படிகக்கூடு குறைபாடுகள் மற்றும் புள்ளிக் குறைபாடுகள் உள்ளிட்ட பல்வேறு குறைபாடுகளை வெளிப்படுத்துகிறது (படம் 7). இந்தக் குறைபாடுகள், பெரிய துகள்களை அவற்றின் துகள் எல்லைகளின் வழியே 20 நானோமீட்டருக்கும் குறைவான அளவுள்ள துணைத் துகள்களாகப் பிளவுபடுத்துகின்றன (படம் 7c).
36 மணிநேர MA நேரத்திற்கு அரைக்கப்பட்ட Cu50Z30Ni20 தூளின் உள்ளூர் அமைப்பானது, படம் 8a-வில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒரு உருவமற்ற நுண்ணிய மேட்ரிக்ஸில் பதிக்கப்பட்ட மிக நுண்ணிய நானோ துகள்களின் உருவாக்கத்தைக் கொண்டுள்ளது. உள்ளூர் EDS பகுப்பாய்வு, படம் 8a-வில் காட்டப்பட்டுள்ள அந்த நானோ கொத்துகள், பதப்படுத்தப்படாத Cu, Zr மற்றும் Ni தூள் கலப்புலோகக் கூறுகளுடன் தொடர்புடையவை என்பதைக் காட்டியது. அதே நேரத்தில், மேட்ரிக்ஸின் Cu உள்ளடக்கம் ~32 அணு% (குறைந்த பகுதி) முதல் ~74 அணு% (அதிக பகுதி) வரை ஏற்ற இறக்கமாக இருந்தது, இது பல்லினப் பொருட்களின் உருவாக்கத்தைக் குறிக்கிறது. மேலும், இந்த நிலையில் அரைத்த பிறகு பெறப்பட்ட தூள்களின் தொடர்புடைய SADP-கள், படம் 8b-யில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அந்த மூலக் கலப்புலோகக் கூறுகளுடன் தொடர்புடைய கூர்மையான புள்ளிகளுடன் மேற்பொருந்தும், உருவமற்ற கட்டத்தின் ஒளிவட்டம்-பரவும் முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலை வளையங்களைக் காட்டுகின்றன.
36 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு Cu50Zr30Ni20 தூளின் நானோ அளவிலான உள்ளூர் கட்டமைப்பு அம்சங்கள். (அ) 36 மணி நேர MA அரைத்தலுக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட Cu50Zr30Ni20 தூளின் பிரகாசப் புலப் படம் (BFI) மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய (ஆ) SADP.
MA செயல்முறையின் முடிவில் (50 மணிநேரம்), Cu50(Zr50−xNix), X; 10, 20, 30 மற்றும் 40 அணுசதவீதத் தூள்கள், படம் 9a–d இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, தவறாமல் ஒரு சிக்கலான உருவமற்ற கட்ட உருவவியலைக் கொண்டுள்ளன. ஒவ்வொரு கலவையின் தொடர்புடைய SADP-இல், புள்ளி போன்ற விளிம்பு விலகல்களோ அல்லது கூர்மையான வளைய வடிவங்களோ கண்டறியப்படவில்லை. இது, பதப்படுத்தப்படாத படிக உலோகம் எதுவும் இல்லை என்பதையும், மாறாக ஒரு உருவமற்ற உலோகக் கலவைத் தூள் உருவாகியுள்ளது என்பதையும் குறிக்கிறது. ஒளிவட்டப் பரவல் வடிவங்களைக் காட்டும் இந்தத் தொடர்புடைய SADP-கள், இறுதித் தயாரிப்புப் பொருளில் உருவமற்ற கட்டங்கள் உருவானதற்கான சான்றாகவும் பயன்படுத்தப்பட்டன.
MG Cu50 (Zr50−xNix) அமைப்பின் இறுதிப் பொருளின் உள்ளூர் கட்டமைப்பு. 50 மணிநேர MA-க்குப் பிறகு பெறப்பட்ட (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 மற்றும் (d) Cu50Zr10Ni40 ஆகியவற்றின் FE-HRTEM மற்றும் தொடர்புடைய நானோபீம் டிஃப்ராக்ஷன் பேட்டர்ன்கள் (NBDP).
உருவமற்ற Cu50(Zr50−xNix) அமைப்பின் Ni உள்ளடக்கம் (x) சார்பாக, கண்ணாடி நிலைமாற்ற வெப்பநிலை (Tg), குறைவெப்ப திரவப் பகுதி (ΔTx) மற்றும் படிகமாக்கல் வெப்பநிலை (Tx) ஆகியவற்றின் வெப்ப நிலைத்தன்மை, He வாயு ஓட்டத்தின் கீழ் பண்புகளின் வேறுபாட்டு வருடல் வெப்ப அளவியல் (DSC) மூலம் ஆராயப்பட்டுள்ளது. 50 மணிநேர MA நேரத்திற்குப் பிறகு பெறப்பட்ட Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20 மற்றும் Cu50Zr10Ni40 உருவமற்ற உலோகக் கலவைப் பொடிகளின் DSC தடங்கள் முறையே படம் 10a, b, e-இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. அதே சமயம், உருவமற்ற Cu50Zr20Ni30-இன் DSC வளைவு படம் 10c-இல் தனியாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது. இதற்கிடையில், DSC-இல் ~700 °C வரை சூடுபடுத்தப்பட்ட Cu50Zr30Ni20 மாதிரி படம் 10d-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
50 மணிநேர MA நேரத்திற்குப் பிறகு பெறப்பட்ட Cu50(Zr50−xNix) MG தூள்களின் வெப்ப நிலைத்தன்மை, கண்ணாடி நிலைமாற்ற வெப்பநிலை (Tg), படிகமாக்கல் வெப்பநிலை (Tx) மற்றும் குறைவெப்ப திரவப் பகுதி (ΔTx) ஆகியவற்றால் சுட்டிக்காட்டப்படுகிறது. 50 மணிநேர MA நேரத்திற்குப் பிறகு (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 மற்றும் (e) Cu50Zr10Ni40 MG உலோகக் கலவைத் தூள்களின் வேறுபாட்டு ஸ்கேனிங் கலோரிமீட்டர் (DSC) வெப்ப வரைபடங்கள். DSC-யில் ~700 °C வரை சூடுபடுத்தப்பட்ட Cu50Zr30Ni20 மாதிரியின் எக்ஸ்-கதிர் விளிப்புப் பரவல் (XRD) வடிவம் (d)-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
படம் 10-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வெவ்வேறு Ni செறிவுகளைக் (x) கொண்ட அனைத்துக் கலவைகளின் DSC வளைவுகள், ஒன்று வெப்பம் உறிஞ்சும் நிகழ்வு மற்றும் மற்றொன்று வெப்பம் வெளியிடும் நிகழ்வு என இரண்டு வெவ்வேறு நிகழ்வுகளைக் குறிக்கின்றன. முதல் வெப்பம் உறிஞ்சும் நிகழ்வு Tg-உடன் தொடர்புடையது, அதேசமயம் இரண்டாவது Tx-உடன் தொடர்புடையது. Tg மற்றும் Tx-க்கு இடையில் உள்ள கிடைமட்ட இடைவெளிப் பகுதி, குறைவெப்ப திரவப் பகுதி (ΔTx = Tx – Tg) என்று அழைக்கப்படுகிறது. படம் 10b-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 526°C மற்றும் 612°C-இல் வைக்கப்பட்டுள்ள Cu50Zr40Ni10 மாதிரியின் (படம் 10a) Tg மற்றும் Tx ஆகியவை, Ni உள்ளடக்கம் (x) அதிகரிக்கும்போது, ​​அதன் உள்ளடக்கத்தை (x) முறையே 482°C மற்றும் 563°C என்ற குறைந்த வெப்பநிலைப் பக்கத்தை நோக்கி 20 அணுசதவீதம் நகர்த்துகின்றன என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. இதன் விளைவாக, Cu50Zr40Ni10-இன் ΔTx, 86 °C-இலிருந்து (படம் 10a) 81 °C-ஆகக் குறைகிறது. Cu50Zr30Ni20 (படம் 10b). MG Cu50Zr40Ni10 உலோகக்கலவையைப் பொறுத்தவரை, Tg, Tx மற்றும் ΔTx ஆகியவற்றின் மதிப்புகள் முறையே 447°C, 526°C மற்றும் 79°C அளவிற்கு குறைந்திருப்பதும் காணப்பட்டது (படம் 10b). இது, நிக்கல் (Ni) உள்ளடக்கம் அதிகரிப்பது MG உலோகக்கலவையின் வெப்ப நிலைத்தன்மையைக் குறைக்கிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. இதற்கு மாறாக, MG Cu50Zr20Ni30 உலோகக்கலவையின் Tg மதிப்பு (507 °C), MG Cu50Zr40Ni10 உலோகக்கலவையின் மதிப்பை விடக் குறைவாக உள்ளது; இருப்பினும், அதன் Tx மதிப்பு முந்தையதற்கு (612 °C) ஒப்பானதாக உள்ளது. எனவே, படம் 10c-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ΔTx ஒரு உயர் மதிப்பை (87°C) வெளிப்படுத்துகிறது.
MG Cu50Zr20Ni30 உலோகக்கலவையை உதாரணமாக எடுத்துக்கொண்டால், MG Cu50(Zr50−xNix) அமைப்பானது, ஒரு கூர்மையான வெப்ப உமிழ்வு உச்சியின் வழியாக fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10 மற்றும் orthorhombic-ZrNi ஆகிய படிக நிலைகளாகப் படிகமாகிறது (படம் 10c). இந்த படிகமற்ற நிலையிலிருந்து படிக நிலைக்கு மாறும் நிலை மாற்றமானது, DSC-யில் 700 °C வரை சூடுபடுத்தப்பட்ட MG மாதிரியின் XRD மூலம் உறுதி செய்யப்பட்டது (படம் 10d).
தற்போதைய ஆய்வில் மேற்கொள்ளப்பட்ட குளிர் தெளிப்பு செயல்முறையின் போது எடுக்கப்பட்ட புகைப்படங்களை படம் 11 காட்டுகிறது. இந்த ஆய்வில், 50 மணிநேர MA நேரத்திற்குப் பிறகு தொகுக்கப்பட்ட உலோகக் கண்ணாடி போன்ற தூள் துகள்கள் (உதாரணமாக Cu50Zr20Ni30) பாக்டீரியா எதிர்ப்பு மூலப்பொருட்களாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன, மேலும் துருப்பிடிக்காத எஃகு தகடு (SUS304) குளிர் தெளிப்பு தொழில்நுட்பத்தால் பூசப்பட்டது. வெப்பத் தெளிப்பு தொழில்நுட்பத் தொடரில் பூச்சுக்காக குளிர் தெளிப்பு முறை தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது, ஏனெனில் இது வெப்பத் தெளிப்புத் தொடரில் மிகவும் திறமையான முறையாகும், மேலும் இது கட்ட மாற்றங்களுக்கு உட்படாத உருவமற்ற மற்றும் நானோபடிகத் தூள்கள் போன்ற உலோக நிலைமாறும் வெப்பநிலை உணர்திறன் கொண்ட பொருட்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம். இந்த முறையைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கான முக்கிய காரணி இதுவே ஆகும். குளிர் தெளிப்பு செயல்முறையானது, அடி மூலக்கூறு அல்லது முன்பே படியவைக்கப்பட்ட துகள்களுடன் மோதும்போது துகள்களின் இயக்க ஆற்றலை நெகிழ்வு சிதைவு, திரிபு மற்றும் வெப்பமாக மாற்றும் அதிவேகத் துகள்களைப் பயன்படுத்தி மேற்கொள்ளப்படுகிறது.
550 °C வெப்பநிலையில், MG பூச்சு/SUS 304-ஐ ஐந்து முறை தொடர்ச்சியாகத் தயாரிப்பதற்குப் பயன்படுத்தப்பட்ட குளிர் தெளிப்பு செயல்முறையை களப் புகைப்படங்கள் காட்டுகின்றன.
துகள்களின் இயக்க ஆற்றல், மற்றும் அதன் விளைவாக பூச்சு உருவாக்கத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு துகளின் உந்தமும், நெகிழ்வு சிதைவு (அடிப்படைப் பொருளில் ஆரம்ப துகள் மற்றும் துகள்-துகள் இடைவினைகள் மற்றும் துகள் இடைவினைகள்), வெற்றிடங்களின் ஒருங்கிணைப்பு, துகள்-துகள் சுழற்சி, திரிபு மற்றும் இறுதியாக வெப்பம் போன்ற வழிமுறைகள் மூலம் மற்ற ஆற்றல் வடிவங்களாக மாற்றப்பட வேண்டும் 39. மேலும், உள்வரும் இயக்க ஆற்றல் அனைத்தும் வெப்பம் மற்றும் திரிபு ஆற்றலாக மாற்றப்படாவிட்டால், அதன் விளைவாக ஒரு மீள் மோதல் ஏற்படுகிறது, அதாவது துகள்கள் மோதலுக்குப் பிறகு வெறுமனே பின்னோக்கித் தெறிக்கின்றன. துகள்/அடிப்படைப் பொருள் மீது செலுத்தப்படும் மோதல் ஆற்றலில் 90% உள்ளூர் வெப்பமாக மாற்றப்படுகிறது என்று சுட்டிக்காட்டப்பட்டுள்ளது 40. மேலும், மோதல் அழுத்தம் செலுத்தப்படும்போது, ​​மிகக் குறுகிய நேரத்தில் தொடர்பு துகள்/அடிப்படைப் பொருள் பகுதியில் அதிக நெகிழ்வு திரிபு விகிதங்கள் அடையப்படுகின்றன 41,42.
நெகிழ்வு உருமாற்றம் என்பது பொதுவாக ஆற்றல் சிதறல் செயல்முறையாக, அல்லது இன்னும் குறிப்பாக, இடைமுகப் பகுதியில் உள்ள ஒரு வெப்ப மூலமாகக் கருதப்படுகிறது. இருப்பினும், இடைமுகப் பகுதியில் ஏற்படும் வெப்பநிலை அதிகரிப்பு, இடைமுக உருகுதலை உருவாக்கவோ அல்லது அணுக்களின் இடைப்பரவலைக் கணிசமாக ஊக்குவிக்கவோ பொதுவாகப் போதுமானதாக இருப்பதில்லை. குளிர் தெளிப்பு முறைகளைப் பயன்படுத்தும்போது ஏற்படும் தூள் ஒட்டுதல் மற்றும் படிதல் ஆகியவற்றின் மீது, இந்த உலோகக் கண்ணாடித் தூள்களின் பண்புகள் ஏற்படுத்தும் விளைவை, ஆசிரியர்களுக்குத் தெரிந்த எந்தவொரு வெளியீடும் ஆராயவில்லை.
SUS 304 அடி மூலக்கூறின் மீது பூசப்பட்ட (படம் 11, 12b) MG Cu50Zr20Ni30 உலோகக் கலவைத் தூளின் BFI-ஐ படம் 12a-வில் காணலாம். படத்தில் காணப்படுவது போல, பூசப்பட்ட தூள்கள் எந்தவொரு படிக அம்சங்களோ அல்லது பின்னல் குறைபாடுகளோ இல்லாமல் ஒரு நுட்பமான சிக்கலான அமைப்பைக் கொண்டிருப்பதால், அவற்றின் அசல் படிகமற்ற கட்டமைப்பைத் தக்கவைத்துக் கொள்கின்றன. மறுபுறம், MG-பூசப்பட்ட தூள் மேட்ரிக்ஸில் (படம் 12a) இணைக்கப்பட்ட நானோ துகள்களால் சுட்டிக்காட்டப்படுவது போல, ஒரு புறம்பான கட்டத்தின் இருப்பை இந்தப் படம் குறிக்கிறது. படம் 12c, பகுதி I (படம் 12a) உடன் தொடர்புடைய குறியிடப்பட்ட நானோ கற்றை விளிம்புப் பிரதிபலிப்பு வடிவத்தை (NBDP) சித்தரிக்கிறது. படம் 12c-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, NBDP படிகமற்ற கட்டமைப்பின் ஒரு பலவீனமான ஒளிவட்டப் பரவல் வடிவத்தைக் காட்டுகிறது மற்றும் படிக பெரிய கனசதுர Zr2Ni நிலைமாறும் மற்றும் நாற்கோண CuO கட்டத்திற்கு ஒத்த கூர்மையான திட்டுகளுடன் இணைந்து காணப்படுகிறது. தெளிப்புத் துப்பாக்கியின் முனையிலிருந்து பயணிக்கும்போது தூளின் ஆக்சிஜனேற்றத்தால் CuO உருவாக்கம் ஏற்பட்டிருக்கலாம். SUS 304 திறந்த வெளியில் மீயொலிப் பாய்வின் கீழ் இருந்தது. மறுபுறம், உலோகக் கண்ணாடித் தூள்களின் கண்ணாடிமயமாதல், 550 °C வெப்பநிலையில் 30 நிமிடங்களுக்கு மேற்கொள்ளப்பட்ட குளிர் தெளிப்பு சிகிச்சைக்குப் பிறகு பெரிய கனசதுரக் கட்டங்களின் உருவாக்கத்தை அடைந்தது.
(a) SUS 304 அடித்தளத்தின் மீது பூசப்பட்ட MG தூளின் FE-HRTEM படம் (b) (படத்தின் உட்படம்). (a)-வில் காட்டப்பட்டுள்ள வட்டச் சின்னத்தின் NBDP குறியீடு (c)-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
பெரிய கனசதுர Zr2Ni நானோ துகள்கள் உருவாவதற்கான இந்த சாத்தியமான வழிமுறையைச் சரிபார்க்க, ஒரு தனிப்பட்ட சோதனை மேற்கொள்ளப்பட்டது. இந்தச் சோதனையில், தூள்கள் 550 °C வெப்பநிலையில் ஒரு தெளிப்புத் துப்பாக்கியிலிருந்து SUS 304 அடி மூலக்கூறின் திசையில் தெளிக்கப்பட்டன; இருப்பினும், தூள்களின் பதப்படுத்தும் விளைவைத் தெளிவுபடுத்துவதற்காக, அவை SUS304 பட்டையிலிருந்து முடிந்தவரை விரைவாக (சுமார் 60 வினாடிகள்) அகற்றப்பட்டன. மற்றொரு தொகுதி சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன, அதில் தூள் படியவைக்கப்பட்ட சுமார் 180 வினாடிகளுக்குப் பிறகு அடி மூலக்கூறிலிருந்து அகற்றப்பட்டது.
படம் 13a,b ஆகியவை, SUS 304 அடி மூலக்கூறுகளின் மீது முறையே 60 வி மற்றும் 180 வி நேரம் படியவைக்கப்பட்ட இரண்டு தெளிக்கப்பட்ட பொருட்களின், ஸ்கேனிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி (STEM) மூலம் பெறப்பட்ட டார்க் ஃபீல்ட் படங்களைக் (DFI) காட்டுகின்றன. 60 வி நேரம் படியவைக்கப்பட்ட தூள் படத்தில் உருவவியல் விவரங்கள் எதுவும் இல்லை, அது எந்தவொரு சிறப்பம்சமும் அற்றதாகக் காணப்படுகிறது (படம் 13a). இது XRD மூலமும் உறுதி செய்யப்பட்டது. படம் 14a-வில் காட்டப்பட்டுள்ள அகன்ற முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலை விளிம்பு விலகல் பெருமங்கள் குறிப்பிடுவது போல, இந்தத் தூள்களின் பொதுவான அமைப்பு உருவமற்றது என்பதை அது சுட்டிக்காட்டியது. இவை, தூள் அதன் அசல் உருவமற்ற அமைப்பைத் தக்கவைத்துக் கொள்ளும் நிலைமாறக்கூடிய/இடைநிலை வீழ்படிவு இல்லாததைக் குறிக்கின்றன. இதற்கு மாறாக, அதே வெப்பநிலையில் (550 °C) தெளிக்கப்பட்டு, ஆனால் 180 வி நேரம் அடி மூலக்கூறின் மீது விடப்பட்ட தூளானது, படம் 13b-யில் உள்ள அம்புக்குறிகளால் சுட்டிக்காட்டப்படுவது போல, நானோ அளவிலான துகள்களின் வீழ்படிவைக் காட்டியது.