متخصص ابزار دقیق آمریکا داناهر کرایوژنیک در حال بازنویسی قوانین فیزیک، فناوری و مهندسی در دمای فوق العاده پایین است
در حالی که برخی آن را گرم دوست دارند، برخی دیگر دوست دارند همه چیز را سرد نگه دارند - به عبارت دقیق تر، فوق سرد. مطالعه موردی در این رابطه می باشد داناهر کرایوژنیک، طراح و سازنده سیستم های یکپارچه کریواستات زیر کلوین در ایالات متحده برای کاربردهای متنوع در تحقیقات علمی و تحقیق و توسعه صنعتی. این استارت‌آپ دو ساله فناوری که در خارج از بولدر، کلرادو مستقر است، در رژیم دمای فوق‌العاده پایین میله‌ای را برای خود تعیین کرده است، که در بیانیه مأموریت «پیگیری چیزی تقریباً غیرممکن با راه‌حل‌های ظریف و کلاسیک برای بهینه‌سازی بهینه است». عملکرد برودتی - از مفهوم اولیه تا به ثمر نشستن.
اگر این داستان پس زمینه است، در مورد جزئیات چیست؟ محور اصلی مدل کسب و کار Danaher Cryo، همکاری و نوآوری برودتی است - مشارکت با تامین کنندگان کلیدی فناوری و کاربران نهایی به طور یکسان. چارلی داناهر، رئیس و موسس Danaher Cryo توضیح می‌دهد: «چیزی که من به آن افتخار می‌کنم – و ما در اینجا برای آن تلاش می‌کنیم – این است که بسیار بیشتر از یک فروشنده تجهیزات معاملاتی باشیم. به بیان ساده: هدف داناهر و همکارانش توسعه محصول مشترک است، «پیدا کردن نیازهای مشتریان در سطح دانه‌ای و سپس ارائه راه‌حل سرد بهینه از نظر طراحی، توسعه و استقرار کرایوستات».
همکاری، نوآوری، تسریع
در سطح تیتر، پایگاه مشتری در حال تکامل Danaher Cryo به سه حوزه اصلی تقسیم می‌شود: گروه‌های تحقیقاتی مبتنی بر دانشگاه. آزمایشگاه های ملی ایالات متحده، از جمله آزمایشگاه های نزدیک آزمایشگاه بولدر موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST).; و همچنین پیمانکاران هوافضا و دفاعی در ایالات متحده و مناطق دورتر.
داناهر توضیح می‌دهد: «ما برای کار دست به دست با مشتریان برای برآوردن نیازهای زیر کلوین آنها در طیف وسیعی از پروژه‌های علمی و مهندسی، شهرت پیدا کرده‌ایم. به موارد استفاده پیشرفته مانند آشکارسازهای تک فوتونی برای نجوم رادیویی فکر کنید. آزمایش های پرتو ایکس و نوترونی؛ و مطالعات میکروسکوپی پروب روبشی ابررساناهای با دمای بالا
Danaher می‌افزاید: «در میان بازارهای رشد اولویت‌دار ما، زنجیره تأمین فناوری کوانتومی در حال ظهور است، جایی که دماهای برودتی برای تحقیق و توسعه مواد و توسعه دستگاه‌ها در کاربردهای سنجش کوانتومی، شبکه‌های کوانتومی و محاسبات کوانتومی ضروری است».
داناهر، به نوبه خود، با نوآوری مشارکتی بیگانه نیست. قبل از راه‌اندازی Danaher Cryo در آوریل 2022، او 25 سال را در نقش‌های ارشد توسعه محصول و مهندسی در خدمات فنی برودتی (CTS) و دستگاه‌های با دقت بالا (HPD) گذراند - در طول مسیر با مجموعه‌ای از مشتریان رده‌بالا مانند بوئینگ, اتم عمومی, آزمایشگاه ملی لورنس لیورمور, دانشگاه هاروارد, ناسا و NIST.
همین طرز فکر بیرونی، رویکرد تجاری در Danaher Cryo را نشان می دهد، به ویژه در مورد مشارکت های فناوری. در میان آنها، ارتباط شرکت با آن است Chase Research Cryogenics (CRC)، یک تولید کننده تخصصی خنک کننده های جذبی در بریتانیا که قادر به تولید دمای زیر کلوین (حتی تا <0.1 کلوین) است. Danaher می‌گوید: «همکاری استراتژیک با CRC به مدت 18 ماه برقرار بوده است، با خنک‌کننده‌های Chase که به عنوان یک بلوک اصلی در سیستم‌های کاملاً یکپارچه کرایوستات زیر کلوین ما عمل می‌کنند.»
یکی دیگر از شرکای برجسته است لیدن کرایوژنیک، با Danaher Cryo مدیریت فروش یخچال رقیق سازی برای سازنده تجهیزات هلندی در سراسر آمریکای شمالی. داناهر می گوید: «ما فقط سفارشات خرید را پردازش نمی کنیم. ما نصب، راه‌اندازی و پذیرش محصولات لیدن و همچنین پشتیبانی مداوم از خدمات و نگهداری را تسهیل می‌کنیم.»
نزدیکتر به خانه، یک همکاری فناوری مداوم با NIST و NIST وجود دارد دانشگاه کلرادو در بولدر (CU Boulder)، با Danaher Cryo به عنوان شریک تجاری سازی انحصاری برای خنک کننده پالس لوله پالس به اصطلاح فناوری خنک کننده تطبیقی (ACT). در حالی که یخچال‌های لوله پالس نسل فعلی به‌طور خاص برای عملکرد در حالت پایدار و دمای پایه طراحی شده‌اند، طراحی ACT تنظیم پویایی عملکرد خنک‌کننده را ارائه می‌کند – عملکردی که به‌ویژه در مرحله خنک‌کردن کارکرد تأثیرگذار است.
Danaher Cryo که از طریق یک قرارداد تحقیق و توسعه تعاونی (CRADA) کار می کند، اکنون یک گزینه انحصاری برای مجوز نوآوری فناوری ACT (که اخیرا توسط CU Boulder ثبت شده است) دارد. داناهر می‌گوید: «سیستم‌های برودتی بزرگ می‌توانند از چند روز تا بیش از یک ماه زمان خنک کنندگی داشته باشند. "طراحی لوله پالس ACT می تواند این زمان ها را بیش از 50٪ کاهش دهد - یک پیشنهاد قانع کننده از نظر کارایی گردش کار و بهره وری تحقیق و توسعه."
فن آوری های سرد، علم سرد
در حالی که سیستم برودتی ACT برای عرضه کامل تجاری در نیمه دوم سال 2025 آماده شده است، Danaher Cryo در حال حاضر مجموعه ای جامع از سیستم های سرمایش مداوم و یک شات کریوستات ارائه می دهد - مجموعه محصولاتی که در نمایشگاه به نمایش گذاشته می شود. جلسه مارس انجمن فیزیک آمریکا (APS). در مینیاپولیس، MN، هفته آینده.
سیستم‌های خنک‌کننده پیوسته دمای پایه خود را به‌طور نامحدود حفظ می‌کنند و شامل Pony (با قابلیت خنک‌کننده کمتر از 825 mK)، Bronco (<300 mK) و شارژر (کاملاً یکپارچه با یخچال کوچک CRC برای خنک‌سازی تا زیر 100 mK) است. . از سوی دیگر، سیستم‌های کرایوستات یک‌شات، خنک‌سازی محدودی را تا 30 ساعت ارائه می‌کنند و شامل کلت (دمای پایه 850 میلی‌کیلولوین)، پالومینو (300 میلی‌کیلووین) و موستانگ (200 میلی‌کیلوون) است.
به طور قابل توجهی، تیم Danaher Cryo اولین نصب مشتری خود را در اوایل این ماه با کرایوستات Pony نصب و در وزارت انرژی ایالات متحده پذیرفته شد. آزمایشگاه ملی آرگون در حومه شیکاگو داناهر توضیح می‌دهد: «پونی خنک‌سازی زیر کلوین مداوم را با سهولت دسترسی به منطقه سرد و نمونه‌های تحت آزمایش ترکیب می‌کند.
دانشمندان آرگون از کرایواستات برای آزمایش و شناسایی آشکارسازهای ذرات نانوسیم ابررسانا برای کاربرد در فیزیک هسته ای استفاده خواهند کرد. داناهر خاطرنشان می کند: "به دلیل فضای آزمایشی بزرگ پونی، این سیستم در آزمایش ویفرهای کامل قبل از تاس زدن استفاده خواهد شد." متعاقباً، ویفرها برش داده می‌شوند و تراشه‌های انتخاب شده برای آزمایش‌های خط پرتو به کار می‌روند.»
Danaher، به نوبه خود، همچنین مشتاق است تا نقاط مثبت سیستم شارژر را برجسته کند - عمدتاً خنک کننده مداوم 100 mK "بدون دردسر" که معمولاً با یخچال های رقیق کننده مرتبط است. او توضیح می دهد: «ما در حال بهره برداری از زیرسیستم رقیق کننده مینیاتوری پیوسته (CMD) CRC هستیم. CMD یک یخچال کوچک و مستقل است که تنها به چند لیتر گاز هلیوم نیاز دارد. نیازی به جابجایی گاز خارجی نیست که به نوبه خود سرویس مورد نیاز پمپ ها را حذف کرده و احتمال تلفات گران گاز را کاهش می دهد.
داناهر می افزاید: «با گسترش، کرایوستات شارژر کمتر از 1 متر نیاز دارد2 فضای آزمایشگاهی - بدون احتساب سیستم کنترل فشرده - در حالی که معمولاً بیشتر یخچال های رقیق کننده بیش از دو برابر این مقدار مصرف می کنند.
در همین حال، نوآوری مداوم محصول همچنان اولویت Danaher و طراح اصلی کرایوستات او برایان شیفنر است. با در نظر گرفتن این موضوع، یک سیستم تعلیق جدید Kevlar که می تواند در هر یک از انجمادهای این شرکت گنجانده شود نیز در جلسه APS March رونمایی خواهد شد. به زبان ساده، تعلیق Kevlar در داخل کرایواستات یکپارچه شده است تا به دانشمندان سکویی بدهد تا نمونه یا مونتاژ خود را تحت آزمایش در دمای سرد نصب کنند بدون اینکه به خنک کننده جذب CRC آسیبی وارد شود.
Danaher نتیجه گیری می کند: "تعلیق Kevlar از یک مرحله نمونه پشتیبانی می کند که نزدیکی نزدیک به خنک کننده را فراهم می کند." به این ترتیب، ما می توانیم به لطف یک مرحله نمونه ناهموار، بادوام و جادار، اطمینان حاصل کنیم که کرایواستات از نظر علمی مفید است.
- محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
- PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
- PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
- PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
- منبع: https://physicsworld.com/a/ultralow-temperature-innovation-integrated-cryostat-systems-open-up-productivity-gains/
