FCSE | अग्रणी अनुसंधान: सूर्यप्रकाश से संचालित “स्वतः मरम्मतकारी” संक्षारणरोधी कोटिंग

प्रकाशन का समय:

2025-06-07

धातु सामग्री सीधे हवा, पानी या अन्य संक्षारक माध्यमों के संपर्क में आने पर विभिन्न भौतिक-रासायनिक क्रियाओं से आसानी से क्षतिग्रस्त होती है, जिससे संसाधनों की भारी बर्बादी और पर्यावरण संबंधी समस्याएँ होती हैं। पृष्ठ पर सुरक्षा कोटिंग लगाने से धातु आधार को आसपास के पर्यावरणीय माध्यम से अलग किया जा सकता है और संक्षारण की प्रक्रिया प्रभावी रूप से धीमी होती है।

धातु सामग्री सीधे हवा, पानी या अन्य संक्षारक माध्यमों के संपर्क में आने पर विभिन्न भौतिक-रासायनिक क्रियाओं से आसानी से क्षतिग्रस्त होती है, जिससे संसाधनों की भारी बर्बादी और पर्यावरण संबंधी समस्याएँ होती हैं। पृष्ठ पर सुरक्षा कोटिंग लगाने से धातु आधार को आसपास के पर्यावरणीय माध्यम से अलग किया जा सकता है और संक्षारण की प्रक्रिया प्रभावी रूप से धीमी होती है। कोटिंग की सघनता और संक्षारण प्रतिरोध अंतिम सुरक्षा प्रभाव तय करने वाले दो मुख्य कारक हैं। एनामेल और सिरेमिक जैसी अकार्बनिक कोटिंगों की तुलना में जैविक कोटिंगों के स्रोत व्यापक हैं, संक्षारण प्रतिरोध अच्छा है और धातु पृष्ठ पर सघन आवरण अधिक आसानी से बनता है, इसलिए उनका व्यापक उपयोग होता है। लेकिन अनदेखा नहीं किया जा सकने वाला तथ्य यह है कि विभिन्न प्राकृतिक परिवेश में जैविक कोटिंगों के पृष्ठ पर सूक्ष्म दरारें आसानी से बनती हैं, जिससे पानी और अन्य संक्षारक माध्यम भीतर पहुँचते हैं और सुरक्षा समाप्त हो जाती है।

इस समस्या के समाधान के लिए सुन यात-सेन विश्वविद्यालय के लिन झिफेंग और ली वेइहुआ के अनुसंधान दल ने Fe3O4 नैनोकणों और टेट्राडेकैनॉल वाली एपॉक्सी रेज़िन कोटिंग (लगभग 200 μm मोटी) तैयार की। यह सूर्यप्रकाश में अच्छी स्व-उपचार क्षमता दिखाती है और नीचे के कार्बन इस्पात को क्षरण से बचा सकती है।

स्वतः मरम्मतकारी कोटिंग (SHC) एक नई कोटिंग है, जिसकी पहली रिपोर्ट को अभी केवल 20 वर्ष हुए हैं। यह अपनी सूक्ष्म दरारों या क्षति की मरम्मत करके भौतिक अवरोध बनाती है और अपेक्षित सेवा अवधि प्रभावी रूप से बढ़ाती है। फिलहाल ऐसी कोटिंग बनाने की कई अलग विधियाँ मिली हैं, जिनमें बाहरी मरम्मत/संक्षारण अवरोधक जोड़ना, पॉलीमर रेज़िन के अपने गतिशील बंधन और थर्मोप्लास्टिक/आकार स्मृति सामग्री का उपयोग शामिल हैं। लेकिन संबंधित रासायनिक अभिक्रियाएँ प्रेरित करने के लिए अक्सर पराबैंगनी विकिरण या उच्च तापमान देना पड़ता है। इसलिए ऐसी कोटिंग विकसित करने की तत्काल जरूरत है जो सौम्य परिस्थितियों में स्वयं मरम्मत कर सके।

शोधकर्ताओं ने पाया कि Fe3O4 नैनोकणों के प्रकाश-तापीय प्रभाव से तैयार स्वतः मरम्मतकारी कोटिंग कृत्रिम प्रकाश में केवल 200 s में 70 °C तक गर्म हो सकती है। यह टेट्राडेकैनॉल को पिघलाकर बहने और पृष्ठ दोष भरने के लिए पर्याप्त है। 3 मिनट में कोटिंग पृष्ठ के छेद और खरोंचों की तेज़ मरम्मत हो गई। कोटिंग की गीलापन ग्रहण क्षमता टेट्राडेकैनॉल जोड़ने के अनुपात से नियंत्रित हो सकती है। पृष्ठ के प्रचुर हाइड्रॉक्सिल समूह उसे अधिक जलस्नेही बनाते हैं। उन्होंने वास्तविक बाहरी सूर्यप्रकाश में भी कोटिंग की स्व-उपचार क्षमता जाँची; परिणामों में पृष्ठ की खरोंच 93 s में सफलतापूर्वक ठीक हुई। मरम्मत से पहले और बाद, दोनों स्थितियों में नई कोटिंग की संक्षारणरोधी दक्षता 99% से अधिक रही। यह O2, H2O और Cl– का प्रवेश प्रभावी रूप से रोक सकती है और 3.5 wt% NaCl घोल में 168 घंटे डुबाने के बाद भी अच्छी स्थिरता और सुरक्षा गुण दिखाती है।

सूर्यप्रकाश से संचालित इस नई “स्वतः मरम्मतकारी” संक्षारणरोधी कोटिंग सामग्री की तैयारी सरल है। इसके लिए अतिरिक्त कृत्रिम परिस्थितियाँ नहीं चाहिए और रिसाव तथा संक्षारण रोकने का प्रदर्शन व्यावसायिक कोटिंगों के बराबर है। इसका बड़े पैमाने पर उत्पादन और विभिन्न अभियांत्रिकी सुरक्षा क्षेत्रों में उपयोग संभव होने की आशा है।

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