තරල පාලන පද්ධතිවල තීරණාත්මක සංරචක වන DC ක්ෂුද්‍ර ප්‍රාචීර පොම්ප, නව ද්‍රව්‍යවල දියුණුව මගින් මෙහෙයවනු ලබන පරිවර්තනීය පරිණාමයකට භාජනය වෙමින් පවතී. මෙම නවෝත්පාදනයන් කාර්ය සාධනය, කල්පැවැත්ම සහ අනුවර්තනය වීමේ හැකියාව වැඩි දියුණු කිරීම මගින් ජෛව වෛද්‍ය ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ සිට පාරිසරික අධීක්ෂණය දක්වා කර්මාන්ත නැවත හැඩගස්වයි. නැගී එන ද්‍රව්‍ය DC ක්ෂුද්‍ර ප්‍රාචීර පොම්පවල පරිණාමය සහ විවිධ යෙදුම්වල ඒවායේ විභවය ඉදිරියට ගෙන යන ආකාරය මෙම ලිපියෙන් ගවේෂණය කරයි.
1. හැඩ මතක මිශ්‍ර ලෝහ (SMA) සහ චුම්භක සීමාකාරී ද්‍රව්‍ය
නිකල්-ටයිටේනියම් (NiTi) වැනි හැඩ මතක මිශ්‍ර ලෝහ (SMAs), උෂ්ණත්වය හෝ චුම්භක ක්ෂේත්‍ර වෙනස්කම් යටතේ ක්‍රියාකාරී හැකියාවන් ප්‍රදර්ශනය කරන අතර නිරවද්‍ය තරල පාලනය සක්‍රීය කරයි. නිදසුනක් ලෙස, MEMS තාක්ෂණය සමඟ ඒකාබද්ධ වූ NiTi-පාදක ප්‍රාචීර අවම බලශක්ති පරිභෝජනයක් සහිතව ඉහළ සංඛ්‍යාත ක්‍රියාකාරිත්වයක් (50,000 Hz දක්වා) ලබා ගනී. මෙම ද්‍රව්‍ය බද්ධ කළ හැකි ඖෂධ බෙදා හැරීමේ පද්ධති සහ රසායනාගාර-මත-චිප උපාංග සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ, එහිදී කුඩා ප්‍රමාණය සහ විශ්වසනීයත්වය ඉතා වැදගත් වේ. ඒ හා සමානව, යෝධ චුම්භක සීමාකාරී ද්‍රව්‍ය (GMM) අභ්‍යවකාශ සහ රොබෝ විද්‍යාව සඳහා පොම්පවල වේගවත් ප්‍රතිචාර දැක්වීමට හැකියාව ලබා දෙයි.
2. වැඩිදියුණු කළ කාර්යක්ෂමතාව සඳහා නැනෝ ද්‍රව්‍ය
කාබන් නැනෝ ටියුබ් (CNT) සහ ග්‍රැෆීන් ඇතුළු නැනෝ ද්‍රව්‍ය ඒවායේ උසස් යාන්ත්‍රික සහ තාප ගුණාංග නිසා ආකර්ෂණය ලබා ගනිමින් සිටී. CNT-ශක්තිමත් කරන ලද පොලිමර් පොම්ප කල්පැවැත්ම වැඩි දියුණු කරන අතර ඝර්ෂණය අඩු කරයි, විඛාදන පරිසරවල ආයු කාලය දීර්ඝ කරයි. මීට අමතරව, නැනෝ-සංයුක්ත මගින් අතේ ගෙන යා හැකි වෛද්‍ය උපකරණ සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික සිසිලන පද්ධති සඳහා ඉතා වැදගත් වන සැහැල්ලු නමුත් ශක්තිමත් පොම්ප සංරචක සක්‍රීය කරයි. මෑත කාලීන අධ්‍යයනයන් මගින් නැනෝ ද්‍රව්‍ය තාප විසර්ජනය වැඩි දියුණු කරන ආකාරය ඉස්මතු කරයි, ඒවා මෝටර් රථ තාප කළමනාකරණයේ අධි බලැති ක්ෂුද්‍ර පොම්ප සඳහා සුදුසු වේ.
3. නම්‍යශීලී පොලිමර් සහ හයිඩ්‍රොජෙල්
PTFE, PEEK, සහ විද්‍යුත් ක්‍රියාකාරී හයිඩ්‍රොජෙල් වැනි නම්‍යශීලී බහු අවයවක ජෛව වෛද්‍ය ක්ෂුද්‍ර පොම්පවල ඉතා වැදගත් වේ. විද්‍යුත් හෝ රසායනික උත්තේජකවලට ප්‍රතිචාර වශයෙන් ඉදිමීම හෝ හැකිලීම සිදු කරන හයිඩ්‍රොජෙල්, දිගු කාලීනව බද්ධ කළ හැකි පද්ධති සඳහා අඩු ශක්ති ක්‍රියාකාරීත්වයක් ලබා දෙයි. 1.5 V බැටරියකින් බල ගැන්වෙන කපාට රහිත හයිඩ්‍රොජෙල් ක්ෂුද්‍ර පොම්පයක් අවම ශක්ති පරිභෝජනයක් සහිතව (ආඝාතයකට ≤750 μWs) මාස 6 ක් අඛණ්ඩව ක්‍රියාත්මක වන බව පෙන්නුම් කළ අතර එමඟින් ඖෂධ බෙදා හැරීම සඳහා ශක්‍ය විය. ඒ හා සමානව, PDMS (පොලිඩිමෙතිල්සිලොක්සේන්) වැනි ජෛව අනුකූල බහු අවයවක ඒවායේ විනිවිදභාවය සහ රසායනික නිෂ්ක්‍රීයභාවය හේතුවෙන් ක්ෂුද්‍ර තරල චිප් වල බහුලව භාවිතා වේ.
4. ආන්තික පරිසරයන් සඳහා සෙරමික් ද්‍රව්‍ය
ඇලුමිනා (Al₂O₃) සහ සර්කෝනියා (ZrO₂) වැනි පිඟන් මැටි, ඒවායේ ඉහළ දෘඪතාව, විඛාදන ප්‍රතිරෝධය සහ තාප ස්ථායිතාව සඳහා අගය කරනු ලැබේ. මෙම ද්‍රව්‍ය උල්ෙල්ඛ පොහොර, ඉහළ උෂ්ණත්ව තරල (උදා: 550°C ලුණු අති ක්ෂාර) හෝ සල්ෆියුරික් අම්ලය වැනි විඛාදන රසායනික ද්‍රව්‍ය හැසිරවීමේ පොම්ප වල විශිෂ්ටයි. සෙරමික් ආලේපිත පිස්ටන් දඬු සහ මුද්‍රා (උදා: බින්ක්ස්ගේ එක්සෙල් පොම්පය) සාම්ප්‍රදායික දෘඩ ක්‍රෝම් සංරචක ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධයෙන් අභිබවා යන අතර නඩත්තු වියදම් අඩු කරයි. වෛද්‍ය යෙදීම් වලදී, පිඟන් මැටි වඳභාවය සහ ජෛව අනුකූලතාව සහතික කරයි, එමඟින් ඖෂධවල නිරවද්‍ය පිරවීම සඳහා ඒවා වඩාත් සුදුසු වේ.
5. වෛද්‍ය නවෝත්පාදන සඳහා ජෛව අනුකූල ද්‍රව්‍ය
සෞඛ්‍ය සේවා ක්ෂේත්‍රයේ දී, රුධිර පොම්ප වල හිමොලිසිස් සහ ත්‍රොම්බොසිස් අඩු කිරීම සඳහා ෆොස්ෆොලිපිඩ්-පොලිමර් සංයුක්ත සහ සෙරමික් වැනි ජෛව අනුකූල ද්‍රව්‍ය අත්‍යවශ්‍ය වේ. නිදසුනක් ලෙස, මතුපිට වෙනස් කිරීම් සහිත පොලියුරේතන් පාදක පටල (උදා: ෆොස්ෆරයිල්කොලීන් කාණ්ඩ) ප්‍රෝටීන් අවශෝෂණය අවම කරයි, බද්ධ කළ හැකි කශේරුකා සහායක උපාංග සඳහා ඉතා වැදගත් වේ. නිල් මැණික් (තනි-ස්ඵටික ඇලුමිනා) වැනි සෙරමික් අඩු ඝර්ෂණය සහ රසායනික නිෂ්ක්‍රීයතාවයක් ලබා දෙන අතර ඖෂධ බෙදා හැරීමේ පද්ධතිවල දිගුකාලීන විශ්වසනීයත්වය සහතික කරයි.
6. අනුවර්තන පද්ධති සඳහා ස්මාර්ට් ද්‍රව්‍ය
ස්මාර්ට් ද්‍රව්‍ය (උදා: චුම්භක හැඩැති මතක මිශ්‍ර ලෝහ සහ pH-ප්‍රතිචාර දක්වන පොලිමර්) ස්වයං-නියාමනය කරන ක්ෂුද්‍ර පොම්ප සක්‍රීය කරයි. මෑත කාලීන අධ්‍යයනයකින් එක්-මාර්ග කපාට සහිත චුම්භක ස්මාර්ට් ද්‍රව්‍ය මත පදනම් වූ ක්ෂුද්‍ර පොම්පයක් හඳුන්වා දුන් අතර, සාම්ප්‍රදායික සැලසුම් හා සසඳන විට 39 μL/min ප්‍රවාහ අනුපාත සහ වැඩිදියුණු කළ කාර්යක්ෂමතාව ලබා ගනී. මෙම ද්‍රව්‍ය පාරිසරික අධීක්ෂණය සහ ස්වයංක්‍රීය නිෂ්පාදනයේදී විශේෂයෙන් වටිනා වන අතර, එහිදී තරල ගතිකය සඳහා තත්‍ය කාලීන ගැලපීම් අවශ්‍ය වේ.
7. වෙළඳපල ප්‍රවණතා සහ අනාගත දිශාවන්
වෛද්‍ය උපකරණ, පාරිසරික තාක්ෂණය සහ පාරිභෝගික ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ සඳහා ඇති ඉල්ලුම මත පදනම්ව, 2025 සිට 2033 දක්වා ගෝලීය ක්ෂුද්‍ර පොම්ප වෙළඳපොළ 13.83% ක සංයුක්ත වාර්ෂික වර්ධන වේගයකින් වර්ධනය වනු ඇතැයි පුරෝකථනය කර ඇත. ප්‍රධාන ප්‍රවණතා අතරට:
- කුඩාකරණය: අතේ ගෙන යා හැකි රෝග විනිශ්චය සඳහා උසස් ද්‍රව්‍ය ක්ෂුද්‍ර යන්ත්‍රවලට ඒකාබද්ධ කිරීම.
- තිරසාරභාවය: පාරිසරික බලපෑම අවම කිරීම සඳහා ප්‍රතිචක්‍රීකරණය කළ හැකි පොලිමර් භාවිතය සහ බලශක්ති කාර්යක්ෂම ක්‍රියාකාරීත්වය (උදා: හයිඩ්‍රොජෙල්).
- බුද්ධිය: තත්‍ය කාලීන ප්‍රතිපෝෂණ යාන්ත්‍රණ සහිත AI-පාලිත ස්මාර්ට් පොම්ප සංවර්ධනය.
අභියෝග සහ අවස්ථා
නව ද්‍රව්‍ය පෙර නොවූ විරූ ප්‍රතිලාභ ලබා දෙන අතර, ඉහළ නිෂ්පාදන පිරිවැය සහ සංකීර්ණ සැකසුම් වැනි අභියෝග පවතී. උදාහරණයක් ලෙස, සෙරමික් සංරචක සඳහා නිරවද්‍ය යන්ත්‍රෝපකරණ අවශ්‍ය වන අතර, SMA සඳහා සංකීර්ණ තාප පාලනයක් අවශ්‍ය වේ. කෙසේ වෙතත්, ත්‍රිමාණ මුද්‍රණයේ සහ නැනෝ ද්‍රව්‍යවල දියුණුව මෙම ගැටළු අවම කරයි. අනාගත පර්යේෂණ මගින් ක්ෂුද්‍ර පොම්ප ක්‍රියාකාරිත්වය තවදුරටත් ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා ස්වයං-සුව කිරීමේ ද්‍රව්‍ය සහ බලශක්ති-අස්වැන්න සැලසුම් කෙරෙහි අවධානය යොමු කළ හැකිය.
නිගමනය
නව ද්‍රව්‍ය සීමාවන් තල්ලු කරයිDC ක්ෂුද්‍ර ප්‍රාචීර පොම්පයතාක්ෂණය, වරක් කළ නොහැකි යැයි සැලකූ යෙදුම් සක්‍රීය කිරීම. ඖෂධ බෙදා හැරීමේදී ජෛව හායනයට ලක්විය හැකි හයිඩ්‍රොජෙල්වල සිට කාර්මික සැකසුම්වල ඉහළ උෂ්ණත්ව සෙරමික් දක්වා, මෙම නවෝත්පාදනයන් කාර්යක්ෂමතාව, විශ්වසනීයත්වය සහ තිරසාරභාවය මෙහෙයවයි. පර්යේෂණ ඉදිරියට යන විට, සෞඛ්‍ය සේවා, පාරිසරික විද්‍යාව සහ ස්මාර්ට් නිෂ්පාදනය දියුණු කිරීමේදී ක්ෂුද්‍ර පොම්ප අඛණ්ඩව වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරනු ඇත. අති නවීන ද්‍රව්‍ය උපයෝගී කර ගනිමින්, ඉංජිනේරුවන් නිරවද්‍ය තරල පාලනය ප්‍රවේශ විය හැකි සහ පරිවර්තනීය වන අනාගතයක් විවෘත කරමින් සිටී.
ඔයාත් ඔක්කොම කැමතියි නේද?
තවත් පුවත් කියවන්න
පළ කිරීමේ කාලය: මැයි-13-2025