স্ব-নিরাময় epoxy আবরণ সঙ্গে ধাতু জারা লড়াই

ধাতুগুলির ক্ষয় একটি ধ্বংসাত্মক প্রক্রিয়া যা বিশাল অর্থনৈতিক ক্ষতির দিকে পরিচালিত করে। ওয়ার্ল্ড ক্রোশন অর্গানাইজেশনের মতে, বিশ্বব্যাপী জারার খরচ $1.8 ট্রিলিয়ন ছাড়িয়ে গেছে বলে অনুমান করা হয়। ডাঃ করণ থানাওয়ালা, আইআইটিবি-মোনাশ রিসার্চ একাডেমির একজন গবেষণা পণ্ডিত এবং এর সদস্য Chemwatch দল, এই সংখ্যাটি উল্লেখযোগ্যভাবে কমিয়ে আনতে সাহায্য করবে বলে আশা করছে।

করণ ব্যাখ্যা করেন যে ধাতব বস্তুর ক্ষয় হল একটি তড়িৎ রাসায়নিক বিক্রিয়ার ফলাফল যা ইলেক্ট্রোলাইট এবং অক্সিজেনের উপস্থিতিতে ধাতুর জারণ জড়িত। ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য গৃহীত প্রচেষ্টাগুলি হল বিকল্প উপাদানের ব্যবহার এবং উপাদানের নকশা, এবং/অথবা একটি উপযুক্ত প্রতিরক্ষামূলক আবরণ প্রয়োগ, পরিবেশগত অবস্থার ধরন এবং প্রত্যাশিত জীবনের উপর নির্ভর করে। এর মধ্যে, ক্ষয় নিয়ন্ত্রণের জন্য সবচেয়ে সাধারণ এবং দক্ষ পন্থা হল জৈব পলিমার-ভিত্তিক আবরণের প্রয়োগ। যাইহোক, এই কাঠামোর বাইরের স্তরে প্রয়োগ করা হলে, এই আবরণগুলি হ্যান্ডলিং এবং পরিষেবার সময় মাইক্রো/ন্যানো-স্তরের ক্ষতি এবং স্ক্র্যাচের জন্য সংবেদনশীল। এই ধরনের ক্ষতি সনাক্ত করা কঠিন, যা ক্ষয় প্রক্রিয়াটিকে আরও খারাপ হতে দেয় এবং শেষ পর্যন্ত প্রতিরক্ষামূলক আবরণটিকে অকেজো করে দেয়। তাই, করণ বলেছেন, এটি এমন আবরণ ডিজাইন এবং বিকাশ করা আরও আকর্ষণীয় ধারণা যা ক্ষতি নিরাময় করার ক্ষমতা রাখে, যার ফলে প্রতিরক্ষামূলক বৈশিষ্ট্য বজায় থাকে।

ইন-সিটু পলিমারাইজেশন কৌশল ব্যবহার করে ইউরিয়া-ফরমালডিহাইড শেলগুলিতে তিসি তেল এবং টুং তেলের এনক্যাপসুলেশন করা হয়েছিল। মাইক্রোক্যাপসুল তৈরির জন্য প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির অপ্টিমাইজেশন গণনাকৃত পরিমাণে তেল এবং ইউরিয়া-ফরমালডিহাইড ব্যবহার করে সম্পাদিত হয়েছিল, যেগুলি 25-45 µm আকারের গোলাকার মাইক্রোক্যাপসুল গঠনের শিকার হয়েছিল, যা প্রতিক্রিয়ার সময় এবং আলোড়ন গতির উপর নির্ভর করে। এইভাবে প্রস্তুত মাইক্রোক্যাপসুলগুলিকে অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপি (OM), স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) এবং ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি (FT-IR) ব্যবহার করে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল, যাতে ইউরিয়া-ফরমালডিহাইডের পাতলা খোসায় তেলের ক্যাপসুলেশন নিশ্চিত করা হয়। 3 wt% এর অপ্টিমাইজ করা ঘনত্বে মাইক্রোক্যাপসুল দিয়ে অভিন্ন এবং দ্রুত স্ব-নিরাময় ক্ষমতা সহ পাতলা ফিল্ম স্ব-নিরাময় আবরণগুলি অর্জন করা হয়েছিল। নিমজ্জন পরীক্ষা এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইম্পিডেন্স স্পেকট্রোস্কোপি (EIS) ব্যবহার করে অ্যান্টি-জারসিভ কর্মক্ষমতা মূল্যায়ন করা হয়েছিল।

তার গবেষণা সম্পর্কে আরও ব্যাখ্যা করে, করণ বলেছেন, "স্ব-নিরাময় আবরণের বিকাশ বড় চ্যালেঞ্জ ছিল। প্রস্তুত মাইক্রোক্যাপসুলগুলির আকার, আকৃতি এবং রূপবিদ্যার প্রজননযোগ্যতা অর্জন করা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয় ছিল, যা আবরণে যোগ করা হলে, স্মার্ট নিরাময় কার্যকারিতা প্রদান করে। সংশ্লেষণ প্রক্রিয়ার সমালোচনামূলক পরামিতিগুলি যেমন আলোড়ন গতি এবং প্রতিক্রিয়া সময় অপ্টিমাইজ করা হয়েছিল, যা মাইক্রোক্যাপসুলগুলির আকার এবং আকৃতি গঠনে প্রাধান্য দেয়। অতিরিক্তভাবে, মাইক্রোক্যাপসুলগুলির উপাদানগুলি তাদের জৈব সামঞ্জস্যতা এবং অ-বিপজ্জনক প্রকৃতির ভিত্তিতে নির্বাচন করা হয়েছে, যা তাদের সবুজ উপাদান হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করে। এই প্রস্তুত মাইক্রোক্যাপসুলগুলি বিভিন্ন ঘনত্বে জৈব আবরণে ছড়িয়ে দেওয়া হয়েছিল। এই মাইক্রোক্যাপসুল-জলিত আবরণগুলি সম্পূর্ণ নিরাময়ের পরে, আবরণগুলির কার্যকারিতা মূল্যায়নের জন্য একটি লবণাক্ত দ্রবণে (সমুদ্রের জলের মতো) ক্ষয় পরীক্ষার আগে, একটি কৃত্রিম স্ক্রাইব দিয়ে প্ররোচিত করা হয়েছিল। স্ব-নিরাময় কার্যকারিতার উপর মাইক্রোক্যাপসুলগুলির সংযোজনের প্রভাব অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপি ব্যবহার করে তদন্ত করা হয়েছিল। বাণিজ্যিক শিল্প আবরণ হিসাবে ব্যবহারের জন্য যান্ত্রিক এবং আনুগত্য বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য আবরণগুলি আরও বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। স্ব-নিরাময় আবরণের ফলাফলগুলি নিয়ন্ত্রণ আবরণ (মাইক্রোক্যাপসুল ছাড়া) এর সাথে তুলনীয় ছিল।"

কি কারণে করণকে এই ক্ষেত্রে তার গবেষণাকে ফোকাস করতে অনুপ্রাণিত করেছিল, তিনি বলেছেন, "স্ব-নিরাময় কম্পোজিটগুলি পলিমারিক আবরণ এবং কাঠামোগত উপাদানগুলির অনেক সীমাবদ্ধতা যেমন, মাইক্রো ফাটল এবং লুকানো ক্ষতিগুলি সমাধান করার জন্য দুর্দান্ত সম্ভাবনার অধিকারী৷ আবরণের ক্ষয়ক্ষতি হল কাঠামোগত ব্যর্থতার অগ্রদূত, এবং সেগুলি নিরাময় করার ক্ষমতা দীর্ঘ জীবনকাল এবং কম রক্ষণাবেক্ষণ সহ কাঠামোকে সক্ষম করবে। স্ব-নিরাময় আবরণগুলি ক্ষতিগ্রস্থ ত্বকের নিরাময়ের মতো প্রাকৃতিক নিরাময় প্রক্রিয়ার অনুকরণ করে। অতএব, স্ব-নিরাময় আবরণগুলি খুব আকর্ষণীয় কারণ তারা রাসায়নিক বা যান্ত্রিক কারণে আবরণের ক্ষতি হওয়ার পরেও লেপযুক্ত উপাদানগুলির স্থায়িত্ব নিশ্চিত করতে পারে। মাইক্রোক্যাপসুলগুলির সংশ্লেষণ এবং স্ব-নিরাময় আবরণ প্রণয়ন বড় চ্যালেঞ্জ তৈরি করে। মাইক্রোক্যাপসুলগুলির আকার, আকৃতি এবং অঙ্গবিন্যাসগুলি ফেটে যাওয়া এবং নিরাময়ের সক্রিয় কার্যকারিতা প্রদানে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। উপযোগী মাইক্রোক্যাপসুল প্রস্তুত করার প্রক্রিয়াটি অপ্টিমাইজ করা নতুন পদ্ধতিগুলি চেষ্টা করার দুর্দান্ত সুযোগ দেয়, যা প্রায়শই একজন গবেষকের জন্য উত্তেজনাপূর্ণ।"

করণ আত্মবিশ্বাসী যে প্রতিরক্ষামূলক আবরণগুলির গবেষণায় এই অগ্রগতি ঐতিহ্যগত পলিমারিক আবরণগুলি ব্যবহার করার সময় আমরা যে ক্ষয়জনিত সমস্যার সম্মুখীন হই তা সমাধান করতে অনেক কিছু করবে, যা শেষ পর্যন্ত নিরাপদ কর্মক্ষেত্র এবং সম্প্রদায়গুলিকে নিশ্চিত করবে৷
Chemwatchডাঃ করণ থানওয়ালা

দ্রুত তদন্ত