सीएनटी निर्माण में हॉट एयर के बजाय आईआर का उपयोग क्यों किया जाता है?
यदि आपने कभी कार्बन नैनोट्यूब बनाने का प्रयास किया है, तो आपको पता ही होगा कि इसमें तापमान को सही रखना बहुत जरूरी है। ताकि उत्प्रेरक सही तरह से काम कर सके, एवं कार्बन ठीक से जम सके।
पुरानी तकनीकों में हॉट एयर का उपयोग किया जाता है। यह एक धीमी प्रक्रिया है – हवा को गर्म किया जाता है, फिर वह हवा सतहों को गर्म करती है… और अंत में ही सतह गर्म हो पाती है। यह एक अप्रत्यक्ष एवं धीमी प्रक्रिया है; इसमें बहुत समय बर्बाद हो जाता है।
इंतजार करना बेकार है।
हवा ऊष्मा को स्थानांतरित करने में बहुत कमजोर है। इसलिए ऊष्मा प्राप्त करने में घंटों समय लग जाता है, एवं सब कुछ स्थिर होने में और भी अधिक समय लगता है। प्रयोगशाला में हम इसे “समय-लागत” कहते हैं… वास्तव में यह तो बेकार ऊर्जा ही है, एवं उत्पादन प्रक्रिया में बाधा भी है।
आईआर ऊष्मा देने हेतु विद्युत-चुम्बकीय तरंगों का उपयोग करता है… इससे ऊर्जा सीधे ही सामग्री में पहुँच जाती है। इस तरह मध्यस्थों की आवश्यकता ही नहीं पड़ती।
आप कुछ ही सेकंड में अपने लक्ष्य तापमान तक पहुँच सकते हैं… जो अर्धचालकों के उत्पादन हेतु बहुत ही फायदेमंद है। ऐसे में एक ही शिफ्ट में अधिक उत्पाद तैयार किए जा सकते हैं।
लेकिन ध्यान रखें… बस लैंप बदलने से ही काम नहीं हो जाएगा। आपको अपने उत्सर्जकों का सही उपयोग करना होगा… यह सब इस बात पर निर्भर है कि आपकी सामग्री क्या अवशोषित करती है। शॉर्ट-वेव आईआर सामग्री के अंदर तक ऊष्मा पहुँचाता है… जबकि मीडियम-वेव आईआर का उपयोग तब किया जाता है, जब केवल सतह को ही गर्म करना होता है।
हम आमतौर पर उच्च-घनत्व वाले उत्सर्जकों का ही उपयोग करते हैं… क्योंकि यदि ऊष्मा समान रूप से न वितरित हो, तो सीएनटी का विकास ठीक से नहीं हो पाएगा। आपको उत्सर्जकों की व्यवस्था एवं सेंसरों के उपयोग के बीच संतुलन बनाना होगा… वरना समस्याएँ हो जाएँगी।
लेकिन एक समस्या तो है ही…
आईआर तो तेज है, लेकिन यह बहुत ही आक्रामक भी है… क्योंकि ऊष्मा बहुत ही तेजी से आती है… इससे थर्मल शॉक होने का खतरा है। आपको ऐसा सब्सट्रेट होल्डर चाहिए, जो गर्म होने पर सामग्री के विस्तार को संभाल सके।
एक और चेतावनी… अपने कूलिंग सिस्टम पर ध्यान दें… यदि वह उचित न हो, तो वह ऊष्मा आपके इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को नष्ट कर सकती है।
आप धीमी एवं सुरक्षित प्रक्रिया के बजाय तेज गति को ही चुन रहे हैं… यह थोड़ा जोखिम भरा है… लेकिन उत्पादन दर में होने वाला वृद्धि इस जोखिम को सहन करने लायक है।