సౌండ్-వేవ్ కోటింగ్ UV నుంచి పదార్థాలను రక్షించడానికి మరింత సున్నితమైన మార్గాన్ని సూచిస్తోంది

విస్తృత పరిశ్రమ ప్రభావాలతో కూడిన సున్నిత ఉపరితల పరీక్ష

RMIT Universityలోని పరిశోధకులు అధిక-ఆవృత్తి ధ్వని తరంగాలను ఉపయోగించి అల్ట్రావయలెట్-రక్షణ కోటింగ్స్‌ను వేసే కొత్త విధానాన్ని ప్రదర్శించారు. covalent organic frameworks, లేదా COFs, రూపొందించడానికి సాధారణంగా ఉపయోగించే ప్రక్రియల కంటే ఇది చాలా సున్నితమైనదిగా రూపొందించబడింది. ఈ పద్ధతి ఎంత నాజూకుగా ఉండగలదో చూపించేందుకు, బృందం ఒక సాధారణ ఇంటి మొక్క ఆకులపై ఈ కోటింగ్‌ను వేసి, ఫోటోసింథసిస్‌కు ఆటంకం కలగకుండా హానికర UV కాంతిని అడ్డుకోవచ్చని చూపింది.

ఆ మొక్కల ప్రయోగం చూడటానికి ఆకర్షణీయంగా ఉంది, కానీ పెద్ద కథ వేరే చోట ఉంది. ఈ సాంకేతికత వస్త్రాలు, ప్లాస్టిక్‌లు, గాజు, సిలికాన్ వంటి పదార్థాలకు లక్ష్యంగా ఉంది; అక్కడ మన్నికైన, ఖచ్చితమైన, నష్టంలేని కోటింగ్స్ వాణిజ్యపరంగా ఉపయోగకరంగా ఉంటాయి. ఈ విధానం COFs యొక్క క్లిష్ట రసాయన శాస్త్రాన్ని నమ్మదగిన రీతిలో నియంత్రించి, సున్నితమైన ఉపరితలాలపై అమర్చగలిగితే, ఈ అత్యంత ఇంజినీర్ చేసిన పదార్థాల వినియోగం ప్రయోగశాల వెలుపల కూడా విస్తరించవచ్చు.

కోవలెంట్ ఆర్గానిక్ ఫ్రేమ్‌వర్క్స్ ఎందుకు ముఖ్యమైనవి

COFs రంధ్రాలున్న స్ఫటిక పదార్థాలు; వీటిని తరచుగా మాలిక్యూలర్ స్కాఫోల్డింగ్‌గా వర్ణిస్తారు. వాటి నిర్మాణాన్ని కాంతిని శోషించేందుకు, రసాయనాలను పట్టుకునేందుకు, లేదా ఉపరితలాలను రక్షించేందుకు ఇంజినీర్ చేయవచ్చు; అందువల్ల ఎంపికాత్మకత మరియు సున్నిత నియంత్రణ అవసరమైన అనువర్తనాలకు ఇవి ఆకర్షణీయంగా ఉంటాయి. సిద్ధాంతంగా ఇవి బహుముఖ ప్రయోజనాలున్నవి. కానీ ఆచరణలో, తయారీ సమయంలో COFs‌గా కలిసే ముందస్తు పదార్థాలు చాలా సున్నితంగా ఉండటంతో, వీటిని విస్తృతంగా ఉపయోగించడం కష్టమైంది.

ఆ సున్నితత్వమే అనేక COF అనువర్తనాలను ప్రయోగశాల స్థాయికే పరిమితం చేసింది. సాంప్రదాయ పద్ధతుల్లో కఠిన పరిస్థితులు లేదా తక్కువ ఖచ్చితమైన డిపాజిషన్ సాంకేతికతలు ఉండొచ్చు, అందువల్ల సున్నితమైన జీవ ఉపరితలాలు లేదా పలుచని పారిశ్రామిక సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై ఈ పదార్థాలను సులభంగా బదిలీ చేయడం కష్టం. కాబట్టి RMIT బృందం చేసిన పని కొత్త పదార్థ వర్గాన్ని ఆవిష్కరించడంకన్నా, ఇప్పటికే ఆశాజనకంగా ఉన్న ఒక పదార్థాన్ని నిర్వహించడానికి మరింత పనికొచ్చే మార్గాన్ని కనుగొనడమే.

సౌండ్-వేవ్ ప్రక్రియ ఎలా పనిచేస్తుంది

మూల పాఠ్యం ప్రకారం, ఈ ప్రక్రియ అధిక-ఆవృత్తి ధ్వని తరంగాలను ఉపయోగించి ఒక ద్రవాన్ని అస్థిరం చేసి, మైక్రోమీటర్-పరిమాణ aerosol బిందువుల సన్నని ముసురును సృష్టిస్తుంది. ఆ బిందువులు లక్ష్య ఉపరితలంపై పలుచని COF-ఆధారిత పొరను ఏర్పరచడంలో సహాయపడతాయి. proof of concept కోసం ఉపయోగించిన మొక్క ఆకులపై, ఆ పొర సూక్ష్మ సన్‌స్క్రీన్‌లా పనిచేసింది: హానికర అల్ట్రావయలెట్ కాంతిని శోషించి, దృశ్య కాంతిని అనుమతించింది; దాంతో ఆకులు ఫోటోసింథసిస్‌ను కొనసాగించగలిగాయి.

లీడ్ రచయిత జవాద్ ఖోస్రావి ఫర్సానీ ప్రకారం, ఈ కోటింగ్ UVను అడ్డుకుంటూ, మొక్కకు అవసరమైన తరంగదైర్ఘ్యాలను ఇంకా పంపిస్తుంది. ఆ సమతౌల్యమే ప్రదర్శనకు కేంద్రబిందువు. రక్షణ పొర, రక్షించాల్సిన వస్తువును దెబ్బతీయకపోతే లేదా నిర్వీర్యం చేయకపోతేనే ఉపయోగకరం. అందువల్ల మొక్క పరీక్ష ప్రక్రియ సున్నితత్వానికి, ఆప్టికల్ పనితీరుకు, రెండింటికీ కఠిన ప్రమాణంగా పనిచేస్తుంది.

మొక్క ఆకులపై COFs‌ను రక్షణ కోటింగ్స్‌గా ఉపయోగించవచ్చని, పరికరాలు, జీవ వ్యవస్థలు, మరియు పర్యావరణ ఇంటర్‌ఫేస్‌లలో వాస్తవ ప్రపంచ వినియోగానికి ఒక సాధ్యమైన దారిని ఈ ఫలితం సూచిస్తుందని పరిశోధకులు వివరించారు.

వాణిజ్య ఆసక్తి ఎక్కడ ఏర్పడవచ్చు

అత్యంత తక్షణ ప్రాముఖ్యత వ్యవసాయంకన్నా తయారీలో ఉండవచ్చు. అదే డిపాజిషన్ పద్ధతిని వస్త్రాలు, ప్లాస్టిక్‌లు, గాజు, సిలికాన్‌లకు అనుసరించగలిగితే, తేలికపాటి, అతి పలుచని, ఏకరీతి కోటింగ్స్ విలువైన ఉత్పత్తులపై UV నిర్వహణకు కొత్త అవకాశాలను తెరవవచ్చు. సున్నితమైన aerosol-ఆధారిత ప్రక్రియ, మరింత దూకుడైన తయారీ పద్ధతులతో దెబ్బతినే ఉపరితలాలను కోట్ చేయడం కూడా సులభతరం చేయవచ్చు.

అది ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే రక్షణ పదార్థాలు ఇప్పుడు కాంతిని అడ్డుకోవడం మాత్రమే కాకుండా మరిన్ని పనులు చేయాల్సి ఉంటుంది. అవి తరచుగా పారదర్శకత, వంపుతనం, విద్యుత్-వాహకత, లేదా ఉపరితల కార్యాచరణను కూడా ఒకేసారి కాపాడాల్సి ఉంటుంది. కాబట్టి, సున్నితమైన సబ్‌స్ట్రేట్‌లకు కూడా సరిపడేంత మృదువుగా ఉండే, అదే సమయంలో సర్దుబాటు చేసుకోవచ్చని ఒక కోటింగ్ ప్లాట్‌ఫారమ్, వేరబుల్స్ నుండి ప్రత్యేక ప్యాకేజింగ్, సున్నిత ఆప్టికల్ వ్యవస్థల వరకు అనేక రంగాల్లో ఉపయోగపడవచ్చు.

COFs‌ను ఆసక్తికరమైన పదార్థాల నుంచి ఉపయోగించగల తయారీ పదార్థాలుగా మార్చే దారినీ RMIT పని సూచిస్తోంది. అనేక ఆధునిక పదార్థాలు ఆ మార్పు దశలోనే ఆగిపోతాయి. అవి నియంత్రిత ప్రయోగాల్లో బాగా పనిచేస్తాయి, కానీ వాటిని వాస్తవంగా అమర్చే లేదా ఏకీకృతం చేసే ప్రక్రియ ఉండదు. పదార్థాన్ని ఎలా తయారు చేయాలి అన్నదానికే కాక, దాన్ని ఎలా అమర్చాలి అన్నదానిపై దృష్టి పెట్టడం ద్వారా, ఆశాజనకమైన పదార్థాలు ఎందుకు ముందుకు వెళ్లలేవో చెప్పే ప్రధాన కారణాల్లో ఒకదాన్ని పరిశోధకులు పరిష్కరిస్తున్నారు.

గమనించదగ్గ ఎనేబ్లింగ్ టెక్నిక్

proof of concept మరియు పారిశ్రామిక అమలు మధ్య ఇంకా దూరం ఉంది. మూల పదార్థం పెద్ద స్థాయి ఉత్పత్తి, అనేక ఉత్పత్తి వర్గాల్లో దీర్ఘకాలిక మన్నిక, లేదా పూర్తిస్థాయి వాణిజ్యీకరణ మార్గం గురించి చెప్పదు. అవి పెద్ద అడ్డంకులు. కానీ ఈ పని విశేషంగా ఉంది, ఎందుకంటే ఇది పదార్థాల ఆవిష్కరణలో తరచూ ఎదురయ్యే ఒక bottleneckను తాకుతుంది: అధిక-పనితీరు రసాయన శాస్త్రాన్ని వాస్తవ ప్రపంచంలో నిలిచే ప్రక్రియగా మార్చడం.

మొక్కల ప్రదర్శన ఆ ఆశయానికి సరైన సంక్షిప్త రూపం. జీవించి ఉన్న ఆకుపై ఫోటోసింథసిస్‌ను ఆపకుండా COF కోటింగ్ రూపొందించగలిగితే, ఈ సాంకేతికత సున్నిత పదార్థాల విస్తృత కుటుంబానికి నిజంగానే సరిపడా మృదువుగా ఉండవచ్చు. పనితీరును కోల్పోకుండా UV ఎక్స్‌పోజర్‌ను నిర్వహించే కొత్త మార్గాలను వెతుకుతున్న పరిశ్రమలకు ఇది అర్థవంతమైన ప్రతిపాదన. ఇక్కడి బ్రేక్‌థ్రూ కేవలం సన్‌స్క్రీన్ ప్రభావం మాత్రమే కాదు. కఠిన పద్ధతులు విఫలమయ్యే చోట రక్షణ పొరలను నిర్మించే మరింత మృదువైన, నియంత్రించగల మార్గం ఉద్భవించడం ఇదే.

ఈ వ్యాసం refractor.io నివేదికపై ఆధారపడింది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.