विजय गर्ग
उन्नत सामग्री की अगली पीढ़ी को पकाने के लिए सुपर कंप्यूटर और कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) अपरिहार्य उपकरण हैं। उन्नत कंप्यूटर वैज्ञानिकों को लाखों संभावित उम्मीदवारों का उपयोग करके बेहतर मिश्र, रासायनिक उत्प्रेरक और प्लास्टिक को तेजी से डिजाइन करने की अनुमति देते हैं। मानव परीक्षण और त्रुटि को कम करने के लिए कल की उच्च तकनीक सामग्री का इस तरह से परीक्षण किया जा रहा है।
जीवाश्म ईंधन मुक्त भविष्य के लिए दुनिया को फिर से आकार देने का मतलब है जल्दी से काम करना। जलवायु वैज्ञानिकों का कहना है कि पर्यावरण क्षति को कम करने के लिए उत्सर्जन 2025 तक चरम पर होना चाहिए। और कम्प्यूटेशनल सामग्रियों को एक साथ निर्माताओं के साथ डिजाइन करके जो उन्हें जल्दी से बना और परीक्षण कर सकते हैं, विज्ञान तेजी से अधिक शक्तिशाली सौर कोशिकाओं और कार बैटरी जैसी तकनीकों को विकसित कर सकता है।
माइकल सिर्फ एक कार्य के लिए समर्पित एक सुपर कंप्यूटर का नाम है – परम बैटरी प्रणाली की खोज। यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन के शोधकर्ता माइकल (प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ माइकल फैराडे के नाम पर) का उपयोग बैटरी जीवन, प्रदर्शन और कीमत में सुधार करने के लिए हर नई सामग्री और सेल के प्रकार में प्रोटोटाइप का डिजिटल निर्माण और परीक्षण करने के लिए करेंगे।
ठोस-राज्य बैटरी के लिए एक लचीला डिजाइन खोजना इलेक्ट्रिक वाहनों और ऊर्जा भंडारण के लिए एक बड़ी सफलता होगी। हल्का, लंबे समय तक चलने वाला और सस्ता ठोस-राज्य तकनीक वाहन रेंज और चार्जिंग समय में काफी सुधार कर सकती है। और सौर और पवन ऊर्जा से ऊर्जा को उपयोग के लिए तैयार होने तक अधिक कुशलता से संग्रहीत किया जा सकता है।
अमेरिका और ब्रिटेन में काम करने वाले वैज्ञानिकों ने 1970 के दशक में आज की इलेक्ट्रिक कारों, लैपटॉप और कैमरों में इस्तेमाल की जाने वाली लिथियम आयन बैटरी को विकसित करने में रास्ता बनाया। लेकिन वाणिज्यिक इकाइयों को केवल एक बार विकसित किया गया था जब जापानी इलेक्ट्रॉनिक्स दिग्गज सोनी ने बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए 1991 में प्रौद्योगिकी को आगे बढ़ाया।
कंपनियों और विश्वविद्यालयों के बीच साझेदारी अंततः ठोस-राज्य बैटरी डिजाइन को क्रैक कर सकती है। स्टार्टअप ब्रिटिशवोल्ट, केमिकल्स कंपनी जॉनसन मैथी और ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी सात-मजबूत कंसोर्टियम का हिस्सा है जो टिकाऊ उत्पाद बनाने के लिए अंतरराष्ट्रीय दौड़ जीतने की तलाश में है। लेकिन वे कई में से केवल एक हैं।
लिथियम-आयन बैटरी में उपयोग किए जाने वाले तरल या बहुलक इलेक्ट्रोलाइट्स को बदलना, अक्सर सिरेमिक जैसे ठोस कंडक्टर के साथ ओवरहीटिंग का खतरा होता है, कुछ बड़ी संख्या में क्रंचिंग हो सकती है। इलेक्ट्रिक वाहन निर्माता मर्सिडीज-बेंज आईबीएम और उसके क्वांटम कंप्यूटरों के साथ सफल डिजाइन खोजने के लिए काम कर रहे हैं जिसमें समुद्री जल में पाई जाने वाली सस्ती और भरपूर सामग्री शामिल हो सकती है।
निसान 2024 में एक ठोस-राज्य बैटरी संयंत्र खोलने के लिए नासा के साथ साझेदारी कर रहा है जो कोई दुर्लभ या महंगी धातु का उपयोग नहीं करता है। योजना उन सामग्रियों का एक बड़ा डेटाबेस बनाने की है जिन्हें सर्वोत्तम संयोजनों के लिए मिश्रित और मिलान किया जा सकता है।
लेकिन वस्तुतः हर उद्योग में कम्प्यूटेशनल सामग्रियों की आवश्यकता हो सकती है। और तेजी से बिजली, उनकी क्रूरता, या जिस तरह से वे प्रकाश को प्रतिबिंबित करने की क्षमता पर लाखों पदार्थों को वर्गीकृत करके, एआई और सुपर कंप्यूटर सिर्फ किसी भी चीज के लिए सामग्री बनाने की प्रक्रिया को गति दे सकते हैं।
ड्यूक विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने 200,000 से अधिक पदार्थों की सूची से दो नए चुंबकीय सामग्री डिजाइन करने के लिए सुपर कंप्यूटर का सफलतापूर्वक उपयोग किया है। एक हार्ड ड्राइव और कंप्यूटर मेमोरी बनाने के लिए उपयोगी है, और दूसरा कोई दुर्लभ पृथ्वी धातु का उपयोग नहीं करता है और उच्च तापमान पर काम कर सकता है।
कम्प्यूटिंग पावर ने टोरंटो विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों को ईंधन और प्लास्टिक बनाने के लिए उत्प्रेरक के एक वर्ग की पहचान करने में भी मदद की जो ईंधन और प्लास्टिक बनाने के लिए ग्रीनहाउस गैस कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) को एथिलीन में जल्दी से बदल सकता है।
टीम ने एक कंप्यूटर एल्गोरिथ्म बनाया जो 240 से अधिक अणुओं के हजारों संयोजनों के माध्यम से चला, जिससे 17 नए उत्प्रेरक की खोज हुई। उनकी खोज केवल अक्षय ऊर्जा का उपयोग करके मूल्यवान रासायनिक कच्चे माल में अपशिष्ट CO2 को बदलने वाले $ 60 बिलियन के बाजार तक पहुंच को सक्षम कर सकती है।
विजय गर्ग सेवानिवृत्त प्राचार्य शैक्षिक स्तंभकार प्रख्यात शिक्षाविद् स्ट्रीट कौर चंद एमएचआर मलोट पंजाब
