Yn y 1980au cynnar, dyluniwyd cyfarpar i gynhyrchu pelydryn o ronynnau aml-atom bach iawn, o’r enw clystyrau.
Sylweddolodd ymchwilwyr yn fuan y gellid gosod pelydryn o’r clystyrau hyn (nano-ronynnau) mewn siambr wactod ar arwyneb solid i greu haen denau o ddeunydd nano-strwythuredig.
Gellid defnyddio’r arwynebau nano-strwythuredig hyn fel catalyddion ar gyfer adweithiau cemegol;templedi ar gyfer cynhyrchu nano-strwythurau;ac er mwyn dal moleciwlau biolegol, er enghraifft, celloedd canser yn y gwaed.
Er hynny, problem adnabyddus ynghylch dull y pelydryn clwstwr yw arddwysedd cyfyngedig y pelydrau sy’n arwain at gyfradd araf o ddyddodi.
Er mwyn goresgyn y broblem hon, datblygodd ymchwilwyr o Brifysgol Abertawe, dan arweiniad yr Athro Richard Palmer, beiriant newydd o’r enw’r Matrix Assembly Cluster Source (MACS).
Mae’r MACS yn wahanol i beiriant pelydrau clwstwr traddodiadol mewn dwy brif ffordd:
- Defnyddir cryo-fatrics wedi’i rewi er mwyn oeri’r atomau, sy’n arwain at ffurfio clwstwr yn fwy effeithlon.
- Defnyddir pelydryn ïon egnïol er mwyn creu rhaeadr o wrthdrawiadau rhwng yr atomau, sydd yn ei hanfod yn ‘taflu’r’ clystyrau ar yr arwyneb o ddewis.
Gyda’i gilydd, mae’r ddau syniad hyn yn creu cysyniad y MACS.
Derbyniodd Richard a’i dîm gymorth gan Ymddiriedolaeth Leverhulme, Cyngor Ymchwil Peirianneg a'r Gwyddorau Ffisegol (EPSRC) ac Innovate UK er mwyn datblygu prototeip y MACS ynghyd â chyfres o gyfarpar ymarferol gwell.
Defnyddir y MACS yn bennaf er mwyn creu catalyddion y gellir eu defnyddio mewn nifer o brosesau diwydiannol fel creu tanwydd hydrogen cynaliadwy (drwy ddefnyddio clystyrau cobalt fel catalydd) a thrin dŵr (drwy ddefnyddio clystyrau arian fel catalydd).
Hefyd, gellir defnyddio’r MACS er mwyn:
- Gwella ymatebion gan synwyryddion nwy.
- Cynhyrchu dotiau cwantwm sy’n rhyddhau goleuni sy’n hanfodol i ddyfeisiau optegol ac electronig y dyfodol (prosiect y mae Richard yn gweithio arno gyda Phrifysgol Grenoble).
- Dal proteinau mewn biosglodion diagnostig heb label.
- Gwneud clystyrau amlswyddogaethol ar gyfer therapi canser gyda delweddu MRI.
Mae’r dechneg MACS yn addawol ar gyfer cymwysiadau gweithgynhyrchu oherwydd bod ganddi sawl mantais dros dechnegau mwy traddodiadol.
Er enghraifft:
- Nid yw’r dechneg yn cynnwys toddyddion ac felly mae’n fwy cyfeillgar i’r amgylchedd o’i chymharu â’r technegau presennol.
- Mae’r dechneg yn fanwl gywir yn yr ystyr y gellir dewis cyfansawdd y clystyrau gyda gofal, ac mae’r clystyrau sydd wedi’u cynhyrchu a’u gosod yn foel a heb ddifwynwyr sy’n gallu amharu ar eu perfformiad.
- Gellir gosod y pelydryn o glystyrau ar bob math o arwyneb.
Mae Richard a’i dîm yn agored i weithio gyda phartneriaid diwydiannol a chydweithwyr er mwyn archwilio cymwysterau penodol lle mae amlbwrpasedd, cywirdeb a rhinweddau gwyrdd y dechneg MACS yn gallu dwyn ffrwyth fwyaf.
Mwy o wybodaeth am MACS
