दुनिया का पहला एनर्जी सेविंग पेंट तितलियों से प्रेरित है

मार्च 09, 2023 (नानावरक न्यूज़) सेंट्रल फ्लोरिडा विश्वविद्यालय के शोधकर्ता देबाशीष चंदा, जो यूसीएफ के नैनोसाइंस टेक्नोलॉजी सेंटर में प्रोफेसर हैं, ने पिगमेंट-आधारित रंगों का पहला पर्यावरण अनुकूल, बड़े पैमाने पर और बहुरंगा विकल्प बनाने के लिए तितलियों से प्रेरणा ली है, जो ऊर्जा-बचत के प्रयासों में योगदान दे सकता है और ग्लोबल वार्मिंग को कम करने में मदद करें। विकास में प्रकाशित किया गया था विज्ञान अग्रिम एक विशेष लेख के रूप में ("अल्ट्रालाइट प्लास्मोनिक स्ट्रक्चरल कलर पेंट"). यूसीएफ द्वारा विकसित प्लास्मोनिक पेंट रंग बनाने के लिए रंगद्रव्य के बजाय रंगहीन सामग्री - एल्यूमीनियम और एल्यूमीनियम ऑक्साइड - की नैनोस्केल संरचनात्मक व्यवस्था का उपयोग करता है। यहां प्लास्मोनिक पेंट को धातु की तितलियों के पंखों पर लगाया जाता है, वह कीट जिसने अनुसंधान को प्रेरित किया। (छवि: यूसीएफ) चंदा कहती हैं, "प्राकृतिक दुनिया में रंगों और रंगों की रेंज आश्चर्यजनक है - रंगीन फूलों, पक्षियों और तितलियों से लेकर मछली और सेफलोपोड्स जैसे पानी के नीचे के जीवों तक।" “संरचनात्मक रंग कई अत्यंत ज्वलंत प्रजातियों में प्राथमिक रंग-उत्पादक तंत्र के रूप में कार्य करता है जहां आम तौर पर दो रंगहीन सामग्रियों की ज्यामितीय व्यवस्था सभी रंगों का उत्पादन करती है। दूसरी ओर, मानव निर्मित रंगद्रव्य के साथ, मौजूद प्रत्येक रंग के लिए नए अणुओं की आवश्यकता होती है। ऐसी जैव-प्रेरणाओं के आधार पर, चंदा के अनुसंधान समूह ने एक प्लास्मोनिक पेंट का आविष्कार किया, जो रंग बनाने के लिए रंगद्रव्य के बजाय रंगहीन सामग्री - एल्यूमीनियम और एल्यूमीनियम ऑक्साइड - की नैनोस्केल संरचनात्मक व्यवस्था का उपयोग करता है। जबकि पिगमेंट कलरेंट पिगमेंट सामग्री की इलेक्ट्रॉनिक संपत्ति के आधार पर प्रकाश अवशोषण को नियंत्रित करते हैं और इसलिए प्रत्येक रंग को एक नए अणु की आवश्यकता होती है, संरचनात्मक कलरेंट पूरी तरह से नैनोस्ट्रक्चर की ज्यामितीय व्यवस्था के आधार पर प्रकाश को प्रतिबिंबित, बिखरने या अवशोषित करने के तरीके को नियंत्रित करते हैं। ऐसे संरचनात्मक रंग पर्यावरण के अनुकूल होते हैं क्योंकि वे केवल धातुओं और ऑक्साइड का उपयोग करते हैं, वर्तमान वर्णक-आधारित रंगों के विपरीत जो कृत्रिम रूप से संश्लेषित अणुओं का उपयोग करते हैं। शोधकर्ताओं ने सभी रंगों के लंबे समय तक चलने वाले पेंट बनाने के लिए उनके संरचनात्मक रंग के टुकड़ों को एक वाणिज्यिक बाइंडर के साथ जोड़ा है। चंदा कहती हैं, "सामान्य रंग फीका पड़ जाता है क्योंकि रंगद्रव्य फोटॉन को अवशोषित करने की क्षमता खो देता है।" “यहाँ, हम उस घटना तक सीमित नहीं हैं। एक बार जब हम किसी चीज़ को संरचनात्मक रंग से रंग देते हैं, तो वह सदियों तक बनी रहनी चाहिए।” इसके अतिरिक्त, क्योंकि प्लास्मोनिक पेंट पूरे इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम को प्रतिबिंबित करता है, पेंट द्वारा कम गर्मी अवशोषित होती है, जिसके परिणामस्वरूप नीचे की सतह मानक वाणिज्यिक पेंट से ढकी होने की तुलना में 25 से 30 डिग्री फ़ारेनहाइट ठंडा रहती है, शोधकर्ता का कहना है। "अमेरिका में कुल बिजली का 10% से अधिक एयर कंडीशनर के उपयोग की ओर जाता है,” चंदा कहती हैं। “तापमान अंतर प्लास्मोनिक पेंट के वादे से महत्वपूर्ण ऊर्जा बचत होगी। शीतलन के लिए कम बिजली का उपयोग करने से कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में भी कमी आएगी, जिससे ग्लोबल वार्मिंग कम होगी। शोधकर्ता का कहना है कि प्लास्मोनिक पेंट भी बेहद हल्का है। चंदा का कहना है कि यह पेंट के बड़े क्षेत्र-से-मोटाई अनुपात के कारण है, केवल 150 नैनोमीटर की पेंट मोटाई पर पूरा रंग प्राप्त किया जाता है, जिससे यह दुनिया का सबसे हल्का पेंट बन जाता है। उनका कहना है कि पेंट इतना हल्का है कि केवल 3 पाउंड प्लास्मोनिक पेंट ही बोइंग 747 को कवर कर सकता है, जिसके लिए आम तौर पर 1,000 पाउंड से अधिक पारंपरिक पेंट की आवश्यकता होती है। चंदा का कहना है कि संरचनात्मक रंगों में उनकी रुचि तितलियों की जीवंतता से उत्पन्न होती है। वह कहते हैं, ''बचपन में मैं हमेशा एक तितली बनाना चाहता था।''

भविष्य की खोज

चंदा का कहना है कि परियोजना के अगले चरणों में व्यावसायिक पेंट के रूप में इसकी व्यवहार्यता में सुधार करने के लिए पेंट के ऊर्जा-बचत पहलुओं की और खोज शामिल है। वे कहते हैं, "पारंपरिक रंगद्रव्य पेंट बड़ी सुविधाओं में बनाया जाता है जहां वे सैकड़ों गैलन पेंट बना सकते हैं।" "इस समय, जब तक हम स्केल-अप प्रक्रिया से नहीं गुजरते, अकादमिक प्रयोगशाला में उत्पादन करना अभी भी महंगा है।" "हमें कुछ अलग लाने की ज़रूरत है जैसे, गैर-विषाक्तता, शीतलन प्रभाव, अल्ट्रालाइट वजन, जो अन्य पारंपरिक पेंट नहीं कर सकते।" चंदा कहती है.

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• स्रोत: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62528.php