कठोर वातावरण के माध्यम से द्रव्यमान पर नज़र रखने के लिए सरोगेट कणों की आवश्यकता होती है जो घटना का सामना करते हैं और नमूना लेने तक बने रहते हैं। वैज्ञानिकों ने पहले विस्फोटों के दौरान ऊबड़-खाबड़ पार्टिकुलेट ट्रेसर की जीवित रहने की क्षमता पर रिपोर्ट दी है।
द्वारा एक नए अध्ययन में प्रशांत नॉर्थवेस्ट राष्ट्रीय प्रयोगशाला (पीएनएनएल), वैज्ञानिकों ने कठोर ट्रेसर कण बनाए हैं जो विषम परिस्थितियों में भी जीवित रह सकते हैं और पनप सकते हैं।
फ्लोरोसेंट रंगों और अन्य कार्बनिक पदार्थों का उपयोग अक्सर कोशिकाओं का पता लगाने और पानी के रिसाव का पता लगाने के लिए जैविक अनुसंधान में ट्रेसर के रूप में किया जाता है। वे कुछ परिस्थितियों में सराहनीय प्रदर्शन करते हैं, लेकिन विस्फोटों में सामग्री का पता लगाने में वे कम प्रभावी होते हैं। उनकी समस्या है: वे जलते हैं।
इस अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने कार्बनिक पदार्थों का उपयोग करने के बजाय, विशेष रूप से उनके कठोर ट्रेसर विकसित करने के लिए अकार्बनिक सामग्रियों पर ध्यान केंद्रित किया। क्वांटम डॉट्स.
साथी पीएनएनएल शोधकर्ता अप्रैल कार्मन ने कहा, "हालांकि उन्होंने कठोर परिस्थितियों में कार्बनिक पदार्थों की तुलना में बहुत बेहतर प्रदर्शन किया, फिर भी अनुसंधान टीम को रासायनिक विस्फोट की चरम स्थितियों से क्वांटम डॉट्स की रक्षा करने की आवश्यकता थी।"
"ट्रेसर की ल्यूमिनसेंट तीव्रता को बनाए रखते हुए उसे सुरक्षित रखने का तरीका खोजना मुश्किल साबित हुआ।"
स्थानीय वातावरण ट्रेसर की चमक-या ल्यूमिनेसेंट तीव्रता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। कुछ निवारक उपाय चमक को कम कर सकते हैं, जिससे ट्रेसर को ढूंढना अधिक चुनौतीपूर्ण हो जाता है। इसलिए, वैज्ञानिकों ने क्वांटम डॉट्स की सुरक्षा और उनकी चमक बनाए रखने के लिए हाइड्रेटेड सिलिका - "मूल रूप से पानी से लथपथ ग्लास" का उपयोग करने का निर्णय लिया।
पीएनएनएल टीम द्वारा बनाए गए लेपित ट्रेसर लगभग मूल क्वांटम डॉट्स के समान चमकदार थे, भले ही पहले की सिलिका कोटिंग तकनीकों ने ट्रेसर की चमक को काफी कम कर दिया था। अतिरिक्त परीक्षण से पता चला कि कण लंबे समय तक विभिन्न पीएच स्तरों को सहन कर सकते हैं।
हबर्ड ने कहा, "जब हमने अपने परिणाम देखे तो हमें पता था कि हमने कुछ विशेष बनाया है।"
पीएनएनएल टीम के लिए सौभाग्य की बात है कि उनकी संश्लेषण विधि को बड़े पैमाने पर उत्पादन करने के लिए पूरी तरह से स्केलेबल बनाया गया था - किलोग्राम से लेकर संभावित टन प्रति दिन तक।
साथी पीएनएनएल शोधकर्ता माइकल फॉक्स ने कहा, “वे न केवल बड़ी मात्रा में ट्रेसर बना सकते हैं, बल्कि वे उन्हें अनुकूलित भी कर सकते हैं। “हम ट्रेसर के आकार और रंग को किसी भी विशिष्टता के अनुसार ट्यून कर सकते हैं। ट्रैक किए जा रहे द्रव्यमान या सामग्री की नकल बनाने के लिए ट्रेसर को ठीक किया जा सकता है। हम यह देखने के लिए विभिन्न रंगों के साथ विभिन्न आकारों का भी उपयोग कर सकते हैं कि विस्फोट विभिन्न आकारों के कणों को कैसे प्रभावित करता है।
वैज्ञानिक विख्यात, “ट्रेसर बड़े पैमाने पर ट्रैक करने और पर्यावरणीय भाग्य और परिवहन के बारे में वैज्ञानिकों की समझ में सुधार करने के लिए कठोर वातावरण में तैनात किए जाने के लिए पर्याप्त मजबूत हैं। वे उन परिस्थितियों में कार्य कर सकते हैं जो पारंपरिक ट्रैसर के लिए बहुत गंभीर हैं - जैसे तेल और गैस रिफाइनरियों या भू-तापीय संयंत्रों में। ट्यून करने योग्य मापदंडों और उपयोग में आसान प्रणाली के साथ, इन ट्रेसर्स के पास कठोर वातावरण में सामग्री के भाग्य और परिवहन पर नज़र रखने के लिए कई संभावित अनुप्रयोग हैं।
कार्मन ने कहा, “हमें खुशी है कि शुरुआती संदेह के बावजूद हम इस परियोजना को जारी रख सके। हम यह देखकर भी रोमांचित हैं कि यह हमें आगे कहां ले जाता है।''
जर्नल संदर्भ:
- हबर्ड, एल., रीड, सी., उहनक, एन. एट अल। ल्यूमिनसेंट सिलिका माइक्रोएग्लोमेरेट्स, संश्लेषण, और पर्यावरण परीक्षण। एमआरएस कम्युनिकेशंस 12, 119–123 (2022)। डीओआई: 10.1557/s43579-022-00150-3
