เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย เซ็นเซอร์ที่พิมพ์ 3 มิติเข้าแถวสำหรับการตรวจจับพลาสมาในอวกาศ

เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย เซ็นเซอร์ที่พิมพ์ 3 มิติเข้าแถวสำหรับการตรวจจับพลาสมาในอวกาศ

เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย เซ็นเซอร์พลาสม่าที่พิมพ์ 3 มิติ การผลิตที่มีต้นทุนต่ำ: เซ็นเซอร์พลาสมาที่พิมพ์ 3 มิติทำงานได้ดีพอ ๆ กับเซ็นเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีราคาแพงกว่า และสามารถพิสูจน์ได้ว่าเหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้กับ CubeSats นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ ( MIT ) ได้พัฒนาเทคนิคการพิมพ์ 3 มิติแบบใหม่ที่จะช่วยให้สร้างเครื่องตรวจจับสำหรับตรวจวัดพลาสมาที่เย็นและหนาแน่น

ในชั้นบรรยากาศของโลกได้ง่ายขึ้นมาก Javier Izquierdo-Reyes

และเพื่อนร่วมงานหวังว่าแนวทางที่เรียบง่ายและต้นทุนต่ำของพวกเขาจะสามารถเปิดพื้นที่พื้นที่นี้ให้กับกลุ่มวิจัยที่กว้างขึ้น

เนื่องจากพลาสมาเป็นสภาวะปกติที่มีมากที่สุดในเอกภพ พลาสมาจึงเป็นศูนย์กลางของการใช้งานทางเทคนิคที่ล้ำสมัยมากมาย ตั้งแต่เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันไปจนถึงการสังเคราะห์วัสดุขั้นสูง หนึ่งในสถานที่ที่ดีที่สุดในการวัดลักษณะเฉพาะของมันก็คือในชั้นบรรยากาศชั้นบนของโลก ซึ่งอิเล็กตรอนที่โคจรอยู่ถูกดึงออกจากอะตอมของพวกมันโดยการแผ่รังสีสุริยะอันทรงพลัง

ตั้งแต่ปี 1950 นักวิจัยได้ใช้เซ็นเซอร์ที่เรียกว่า “ตัววิเคราะห์ศักยภาพการหน่วง” (RPA) เพื่อศึกษาพลาสมานี้ เครื่องตรวจจับเหล่านี้ประกอบด้วยตาข่ายอิเล็กโทรดที่มีประจุลบจำนวนมาก โดยมีรูที่ใหญ่กว่าอิทธิพลของไฟฟ้าสถิตเพียงไม่กี่เท่า โดยการกรองอิเล็กตรอนออกจากพลาสมา ในขณะที่ปล่อยให้ไอออนบวกขนาดใหญ่ผ่านไป RPA ช่วยให้นักวิจัยสามารถวัดการกระจายพลังงานของไอออนภายในพลาสมาในชั้นบรรยากาศได้โดยตรง โดยให้ข้อมูลเชิงลึกที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพของมัน

อย่างไรก็ตาม จนถึงตอนนี้ RPA ได้เผชิญกับข้อจำกัด

ที่สำคัญ เนื่องจากอิทธิพลของไฟฟ้าสถิตของอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ และลดลงตามความหนาแน่น มันมีขนาดเล็กลงมากภายในพลาสมาที่เย็นและมีความหนาแน่นสูง ดังที่พบได้ทั่วไปในบรรยากาศชั้นบน ในการกรองอิเล็กตรอนเหล่านี้ออกไป ตาข่าย RPA ต้องมีรูที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะที่ยังคงการจัดตำแหน่งที่แม่นยำระหว่างแต่ละตาข่าย

เครื่องตรวจจับได้ตำแหน่งนี้ผ่านโครงสร้างปลอกหุ้มฉนวนสำหรับตาข่ายอิเล็กโทรด ซึ่งแยกพวกมันออกจากปลอกโลหะของ RPA เพื่อให้ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รุนแรงและคาดเดาไม่ได้ในบรรยากาศชั้นบน ตัวเรือนนี้มักจะทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากตาข่าย RPA มีความละเอียดมากขึ้น วัสดุที่มีราคาแพงเหล่านี้ต้องได้รับการกลึงให้มีความแม่นยำสูงขึ้น และในรูปทรงที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งจะช่วยผลักดันเวลา ต้นทุน และความซับซ้อนของกระบวนการผลิต

เพื่อเอาชนะความท้าทายนี้ ทีมของ Izquierdo-Reyes ได้หันมาใช้เทคนิคการพิมพ์ 3 มิติที่ชื่อว่า vat polymerization แนวทางแรกเกี่ยวข้องกับการลดแพลตฟอร์มลงในถังเรซิน vitrolite: เซรามิกแก้วที่ทนทานซึ่งสามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงมากพร้อมความเข้ากันได้ของสุญญากาศที่ดี เมื่อแพลตฟอร์มจุ่มลงในชั้นที่มีความหนาเพียง 100 µm ทีมงานจะใช้แสงยูวีเพื่อรักษาเรซิน

การพิมพ์ 3 มิติทำให้กับดักอะตอมเย็นมีขนาดเล็กลงและเบาลง โดยการทำซ้ำกระบวนการ นักวิจัยสามารถสร้างโครงสร้างที่อยู่อาศัย RPA ทีละชั้น ส่งผลให้ได้วัสดุต้นทุนต่ำที่แข็งแรง เรียบเนียน และมีรูพรุนน้อยกว่ากระบวนการผลิตเซรามิกที่มีอยู่ ในทางกลับกัน เซรามิกก็เหมาะสมกว่ามากในการทนต่อการแกว่งของอุณหภูมิที่รุนแรง

นักวิจัยได้แสดงให้เห็นถึงต้นทุนที่ต่ำและความเรียบง่าย

สัมพัทธ์ของแนวทางของพวกเขา ตอนนี้นักวิจัยมองเห็น RPA ขนาดเล็กรุ่นใหม่ ซึ่งทั้งคู่เหมาะสมกว่าการศึกษาพลาสมาเย็นรุ่นก่อน และสามารถทำงานได้โดยใช้พลังงานน้อยกว่ามาก หากทำได้สำเร็จ เซ็นเซอร์สามารถบรรจุลงใน CubeSats ได้อย่างง่ายดาย: ดาวเทียมขนาดเล็กที่มีความกว้างเพียง 10 ซม. ซึ่งสามารถจัดเก็บเป็นสัมภาระสำรองบนยานยิงสำหรับภารกิจอื่นๆ ในทางกลับกัน กลุ่มวิจัยขนาดเล็กทั่วโลกอาจได้รับโอกาสที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในการศึกษาพลาสมาในที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติ

โดยมีอัตราส่วนความเสี่ยงเฉลี่ย 1.19 และ 1.06 สำหรับกระดูกและผิวหนังตามลำดับ อย่างไรก็ตาม สำหรับกระเพาะปัสสาวะและไส้ตรง แผนโปรตอนส่งผลให้ความเสี่ยง SC ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ โดยมีอัตราส่วนความเสี่ยง 0.68 และ 0.49 สำหรับกระเพาะปัสสาวะและไส้ตรงตามลำดับ

นักวิจัยสรุปว่าข้อมูลเชิงลึกที่ได้จากแบบจำลองนี้สามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการรักษาในอนาคตได้ ในปัจจุบัน แบบจำลองความเสี่ยงสัมพัทธ์เหมาะสำหรับเป็นเครื่องมือในการเปรียบเทียบสถานการณ์การรักษาที่แตกต่างกันสำหรับกลุ่มผู้ป่วยที่แตกต่างกัน แต่ Scholz ตั้งข้อสังเกตว่าการผสมผสานรูปแบบดังกล่าวเข้ากับการวางแผนการรักษาสำหรับผู้ป่วยแต่ละรายจะตรงไปตรงมา

การบำบัดด้วยตะแกรงไอออนคาร์บอนช่วยถนอมเนื้อเยื่อที่แข็งแรง “มันต้องใช้การวางแผนสำหรับการกระจายขนาดยาที่กำหนดด้วยชุดพารามิเตอร์ทางชีวภาพสองชุดที่แสดงถึงการฆ่าเซลล์และกระบวนการเปลี่ยนแปลงเซลล์ตามลำดับ” เขาอธิบาย “จากนั้น เฉพาะการประมวลผลภายหลังของการกระจายเอฟเฟกต์ 3D ที่เป็นผลลัพธ์ด้วยเครื่องมือทางคณิตศาสตร์มาตรฐานเท่านั้นที่จำเป็น เพื่อให้ได้มาซึ่งการกระจายอัตราส่วนความเสี่ยงที่สอดคล้องกัน”

ขั้นตอนต่อไปคือการตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองโดยเปรียบเทียบกับข้อมูลทางคลินิก “เนื่องจากปัจจุบันข้อมูลเหล่านี้หายาก การขยายแนวทางเพื่อรวมการบำบัดด้วยโฟตอนและการกำหนดอัตราส่วนความเสี่ยงที่สอดคล้องกันของโปรตอนกับโฟตอนและไอออนของคาร์บอนกับโฟตอนจะเป็นขั้นตอนต่อไปที่สำคัญ” Scholz กล่าวกับPhysics World เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย