একটি নতুন দ্রাবক-মুক্ত কৌশল সুপারহাইড্রোফোবিক এবং অ্যান্টি-আইসিং উপকরণ তৈরিকে সহজ করতে পারে। এই কৌশলটি, যা প্রায় যেকোনো পৃষ্ঠকে অত্যন্ত জল-প্রতিরোধী করতে নিযুক্ত করা যেতে পারে, এর অসংখ্য সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে - তবে সীমাবদ্ধ নয় - বিমানের ডানা, বায়োমেডিকাল ডিভাইস, ড্র্যাগ রিডাকশন সিস্টেম, ব্যাটারি ইলেক্ট্রোড এবং অনুঘটক পৃষ্ঠ।
সুপারহাইড্রোফোবিক পদার্থগুলিকে সংজ্ঞায়িত করা হয় যেগুলি 150°-এর বেশি যোগাযোগের কোণ (যে কোণে জলের পৃষ্ঠ উপাদানটির পৃষ্ঠের সাথে মিলিত হয়) দিয়ে জলের ফোঁটাগুলিকে দূরে সরিয়ে দেয়। মাইক্রোন স্কেলে রুক্ষ পৃষ্ঠের পাশাপাশি এই উপাদানগুলির একটি নিম্ন পৃষ্ঠের শক্তিও রয়েছে।
এই জাতীয় উপকরণ তৈরির বর্তমান কৌশলগুলি অবশ্য জটিল এবং প্রায়শই কঠোর রাসায়নিক ব্যবহার করে। নেতৃত্বে একদল গবেষক ড জেমস ট্যুর এবং সি ফ্রেড হিগস III মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের রাইস ইউনিভার্সিটি এখন একটি এক-পদক্ষেপ, দ্রাবক-মুক্ত স্যান্ডিং পদ্ধতি তৈরি করেছে যা প্রায় 164° এর যোগাযোগ কোণ সহ সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠ তৈরি করতে পারে।
গবেষকরা টেফলন, পলিপ্রোপিলিন, পলিস্টাইরিন, পলিভিনাইল ক্লোরাইড এবং পলিডাইমিথাইলসিলোক্সেন সহ উপকরণের পৃষ্ঠে গ্রাফিন, মলিবডেনাম ডিসালফাইড, টেফলন এবং বোরন নাইট্রাইডের মতো নির্বাচিত পাউডার সংযোজন প্রবর্তনের জন্য বাণিজ্যিক স্যান্ডপেপার ব্যবহার করেছিলেন। স্যান্ডপেপারটি 180 এবং 2000 এর মধ্যে গ্রিট সহ অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড থেকে তৈরি করা হয়েছিল।
ট্রাইবোফিল্ম গঠন
"স্যান্ড-ইন প্রক্রিয়া চলাকালীন, ঘষার পৃষ্ঠগুলির মধ্যে পাউডারের প্রবর্তন একটি ট্রাইবোফিল্ম গঠনের সুবিধা দেয়," ট্যুর ব্যাখ্যা করে। "একটি ট্রাইবোফিল্ম একে অপরের বিরুদ্ধে স্লাইডিং পৃষ্ঠের উপর রাসায়নিক বিক্রিয়ায় গঠন করে এবং জলকে আরও বেশি বিকর্ষণ করতে পৃষ্ঠকে কার্যকরী করে।"
হিগস যোগ করেন, "স্যান্ডিংটি কাঠামোগত পরিবর্তন এবং ভর এবং ইলেক্ট্রন স্থানান্তরকে সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠের শক্তি কমাতেও প্ররোচিত করে।"
ট্যুর বলে, কয়েক মিনিটের মধ্যে পৃষ্ঠের বিস্তৃত পরিসরকে সুপারহাইড্রোফোবিক করা যেতে পারে ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড. এটি বালিযুক্ত পৃষ্ঠগুলির সম্ভাব্য প্রয়োগের বিস্তৃত পরিসরকে হাইলাইট করে।
হিগস বলেছেন, "এরোপ্লেন নির্মাতারা চান না যে তাদের ডানাগুলিতে বরফ তৈরি হয়, জাহাজের ক্যাপ্টেনরা চান না সংযুক্ত সমুদ্রের জীবাণুগুলি থেকে টেনে আনতে যা তাদের ধীর করে দেয় এবং বায়োমেডিকাল ডিভাইসগুলিকে বায়োফউলিং এড়াতে হবে, যেখানে ব্যাকটেরিয়া ভিজা পৃষ্ঠে তৈরি হয়," হিগস বলেছেন। "এই এক-পদক্ষেপ, বালি-ইন পদ্ধতি থেকে উত্পাদিত শক্তিশালী, দীর্ঘস্থায়ী সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠগুলি এই সমস্যাগুলির অনেকগুলি উপশম করতে পারে।"
সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠগুলি শক্ত হয়ে যায়
হিগস উল্লেখ করেছেন যে হাইড্রোফোবিক সারফেস তৈরি করতে ব্যবহৃত অন্যান্য কৌশলগুলি বৃহৎ ভূপৃষ্ঠের এলাকা পর্যন্ত স্কেল করতে পারে না, যেমন প্লেন এবং জাহাজে। "এখানে বিকশিত একটির মতো সহজ অ্যাপ্লিকেশন কৌশলগুলি মাপযোগ্য হওয়া উচিত," তিনি বলেছেন।
শক্তিশালী সুপারহাইড্রোফোবিসিটি
সুপারহাইড্রোফোবিক পদার্থগুলি অত্যন্ত শক্তিশালী। প্রকৃতপক্ষে, 100টি স্টিকি টেপ পিলিং পরীক্ষার পরে এবং 130 ঘন্টার জন্য বাতাসে 24 ডিগ্রি সেলসিয়াসের সংস্পর্শে আসার পরেও তারা জল-প্রতিরোধী ছিল। 18 মাস ধরে টেক্সানের উত্তপ্ত রোদে তাদের ছেড়ে দেওয়া তাদের বৈশিষ্ট্যগুলিকেও প্রভাবিত করেনি। এবং যখন উপকরণগুলি ব্যর্থ হতে শুরু করে, সেগুলিকে একই পাউডার সংযোজন দিয়ে পুনরায় স্যান্ডিং করে সহজেই সতেজ করা যায়।
ধান গবেষকরা এখন তাদের বালি-ইন কৌশলটি সম্পূর্ণভাবে অন্য ধরনের সাবস্ট্রেটে প্রয়োগ করতে চাইছেন - রিচার্জেবল ব্যাটারি তৈরি করতে ব্যবহৃত ধাতব পৃষ্ঠ। প্রকৃতপক্ষে, তারা সম্প্রতি লিথিয়াম এবং সোডিয়াম ফয়েলের উপর পরীক্ষার রিপোর্ট করেছে। "এখানে ট্রাইবোফিল্মের ভূমিকা ছিল ব্যাটারি সাইক্লিংয়ের সময় ধাতব জমা / স্ট্রিপিং আচরণ উন্নত করতে ব্যাটারি ইলেক্ট্রোলাইটে ইনকামিং আয়ন প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করা," ট্যুর ব্যাখ্যা করে।
গবেষকরা তাদের কাজের বর্ণনা দেন এসিএস ফলিত উপকরণ.
