An creimeadh miotail a chomhrac le bratuithe eapocsa féin-leighis

Is próiseas millteach é creimeadh miotail as a dtagann caillteanais eacnamaíocha ollmhóra. De réir na hEagraíochta Domhanda um Chreimeadh, meastar go sáróidh costais chreimthe $1.8 trilliún ar fud an domhain. Dr Karan Thanawala, scoláire taighde ag Acadamh Taighde IITB-Monash agus ball de Chumann Taighde na hÉireann Chemwatch fhoireann, ag súil le cuidiú leis an líon seo a laghdú go suntasach.

Míníonn Karan go bhfuil creimeadh rudaí miotalacha mar thoradh ar imoibriú leictriceimiceach a tharlaíonn ar an dromchla a bhaineann le ocsaídiú miotail i láthair leictrilít agus ocsaigine. Is iad na hiarrachtaí a dhéantar chun creimeadh a chosc ná úsáid a bhaint as ábhar malartach agus dearadh comhpháirte, agus/nó sciath oiriúnach cosanta a chur i bhfeidhm, ag brath ar an gcineál coinníollacha comhshaoil ​​agus ar an saolré ionchais. Díobh seo, is é an cur chuige is coitianta agus is éifeachtaí maidir le creimeadh a rialú ná bratuithe orgánacha polaiméire a chur i bhfeidhm. Mar sin féin, nuair a chuirtear i bhfeidhm ar an gciseal is forimeallaí de na struchtúir seo, tá na bratuithe seo so-ghabhálach i leith damáiste micrea/nana-leibhéil agus scratches le linn láimhseála agus seirbhíse. Is deacair damáiste den chineál seo a bhrath, rud a fhágann gur féidir leis an bpróiseas creimthe dul in olcas agus ar deireadh thiar ní dhéanfaidh sé an sciath cosanta gan úsáid. Mar sin, a deir Karan, is coincheap níos tarraingtí é bratuithe a dhearadh agus a fhorbairt a bhfuil an cumas acu an damáiste a leigheas, agus ar an gcaoi sin na hairíonna cosanta a chothabháil.

Baineadh úsáid as teicníc pholaiméirithe in-situ chun Ola Síolta Róin agus Ola Tung a chuimsiú i sliogáin úiré-formaildéad. Rinneadh optamú ar pharaiméadair phróisis le haghaidh ullmhú microcapsúil ag baint úsáide as méideanna ríofa ola agus úiré-formaildéad, a bhí faoi réir foirmiú microcapsúil sféarúil de mhéid 25-45 µm, a bhraitheann ar an am imoibrithe agus luas corraithe. Rinneadh anailís ar na micrea-capsúil a ullmhaíodh mar sin trí úsáid a bhaint as micreascópacht optúil (OM), scanadh micreascópachta leictreon (SEM) agus speictreascópacht infridhearg Fourier (FT-IR) a chlaochlú, chun imchochlú ola i sliogáin tanaí úiré-formaildéad a chinntiú. Baineadh amach bratuithe féin-leighis scannáin tanaí le cumas féin-leighis aonfhoirmeach tapa le microcapsúil ag tiúchan optamaithe de 3 wt%. Rinneadh an fheidhmíocht frith-chreimneach a mheas ag baint úsáide as speictreascópacht tástála tumoideachais agus impedance leictriceimiceach (EIS).

Agus é ag míniú tuilleadh faoina thaighde, deir Karan, “Ba mhór an dúshlán a bhain le bratuithe féinleighis a fhorbairt. Ba é an fachtóir is tábhachtaí ná in-atáirgtheacht de mhéid, cruth agus deilbhíocht na microcapsules ullmhaithe, a sheachadann an fheidhmiúlacht cneasaithe cliste nuair a chuirtear isteach sa sciath. Optamaíodh paraiméadair ríthábhachtacha an phróisis sintéise, mar shampla luas corraithe agus am imoibrithe, rud is mó atá i gceannas ar fhoirmiú méid agus cruth na microcapsules. Ina theannta sin, roghnaíodh comhpháirteanna na microcapsúil ar bhonn a mbith-chomhoiriúnachta agus a nádúr neamhghuaiseach, a aicmíonn iad mar ábhair ghlasa. Scaipeadh na micreacapsúil ullmhaithe seo sa bhratú orgánach i dtiúchan éagsúla. Tar éis an leigheas iomlán a dhéanamh, rinneadh na bratuithe líonta microcapsule seo a tharlú le scríobhaí saorga, roimh thástáil chreimthe i dtuaslagán salanda (cosúil le huisce farraige) chun feidhmíocht na bratuithe a mheas. Rinneadh imscrúdú ar éifeacht na microcapsúil a chur leis ar an bhfeidhmiúlacht féin-leighis ag baint úsáide as micreascópacht optúil. Rinneadh anailís bhreise ar na bratuithe le haghaidh airíonna meicniúla agus greamaitheachta le húsáid mar bhratuithe tionsclaíocha tráchtála. Bhí torthaí na bratuithe féin-leighis inchomparáide leis na bratuithe rialaithe (gan na microcapsúil).

Maidir leis an rud a spreag Karan chun a thaighde a dhíriú ar an réimse seo, deir sé, “Tá cumas iontach ag comhpháirteanna féinleighis chun go leor teorainneacha a réiteach maidir le bratuithe polaiméire agus ábhair struchtúracha, eadhon, scoilteanna micrea agus damáistí ceilte. Is réamhtheachtaithe do mhainneachtain struchtúrach iad damáistí sa sciath, agus cuirfidh an cumas iad a leigheas ar chumas struchtúir a bhfuil saolré níos faide acu agus níos lú cothabhála. Déanann bratuithe féinleighis aithris ar an bpróiseas cneasaithe nádúrtha, cosúil le cneasaithe craiceann damáiste. Dá bhrí sin, tá bratuithe féin-leighis an-tarraingteach mar is féidir leo marthanacht na gcomhpháirteanna brataithe a chinntiú fiú tar éis damáiste sa sciath de bharr cúiseanna ceimiceacha nó meicniúla. Tá dúshláin mhóra ag baint le sintéis microcapsúil agus bratuithe féin-leighis a fhoirmiú. Tá ról tábhachtach ag méid na microcapsules, cruth agus morphologies i soláthar feidhmiúlacht ghníomhach réabfaidh agus leighis. Trí bharrfheabhsú a dhéanamh ar an bpróiseas chun micricapsúil oiriúnaithe a ullmhú, bíonn deis iontach ann modhanna nua a thriail, rud a spreagann taighdeoir go minic.”

Tá Karan muiníneach go ndéanfaidh an dul chun cinn seo sa taighde ar bhratuithe cosanta go leor chun cuid de na fadhbanna creimthe atá romhainn a réiteach agus bratuithe polaiméire traidisiúnta á n-úsáid, rud a chinnteoidh láithreacha oibre agus pobail níos sábháilte.
Chemwatchan Dr Karan Thanawala

Fiosrúchán Tapa