इंडियन इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (IIT) – बॉम्बे के शोधकर्ताओं की एक टीम एक नई तकनीक के साथ आई है जो लोहे को कोटिंग की गिरावट की दर को माप सकती है। यह खोज स्टील उद्योग को लाभान्वित करने की क्षमता रखने का दावा करती है। धातु समय के साथ खुरदंड, और कुछ धातुएं दूसरों की तुलना में अधिक खुरचती हैं, जैसे कि लोहे की जंग दिनों में, जबकि सोने और चांदी को बिगड़ने में दशकों या सदियों लगते हैं। ग्रैंड व्यू रिसर्च की हालिया बाजार विश्लेषण रिपोर्ट के अनुसार, इस तरह के संक्षारण अवरोधकों के लिए बाजार $ 8.93 बिलियन का बाजार है, जो 2025 से 2030 तक सालाना 3.6% बढ़कर बढ़ने का अनुमान है।
धातुओं में अक्सर सुरक्षात्मक कोटिंग की एक परत होती है, जैसे कारों पर पेंट, जंग को रोकने के लिए। धातुओं की सुरक्षा का एक अधिक कुशल तरीका उन्हें कार्बनिक कोटिंग्स के साथ कोटिंग करना है जो मूल रूप से कार्बन-आधारित बहुलक पदार्थों की परतें हैं, प्राकृतिक या सिंथेटिक, पेंट्स और वार्निश के रूप में लागू होते हैं। हालांकि, कार्बनिक कोटिंग्स की दक्षता समय के साथ बिगड़ती है क्योंकि कोटिंग्स में छिद्र और दोष होते हैं जो पानी और ऑक्सीजन को समय के साथ अंतर्निहित धातु की सतह तक पहुंचने और इसे खारिज करने की अनुमति देते हैं।
कोटिंग एक मौलिक विद्युत रासायनिक प्रक्रिया के कारण समय के साथ पहनती है जिसे ऑक्सीजन रिडक्शन रिएक्शन (ORR) कहा जाता है, जहां आणविक ऑक्सीजन पानी या हाइड्रोजन पेरोक्साइड या हाइड्रॉक्सिल आयनों में कम हो जाता है। यह प्रक्रिया विभिन्न विद्युत रासायनिक उपकरणों में होती है, जिसमें ईंधन कोशिकाएं और धातु-हवा की बैटरी शामिल हैं।
कुछ साल पहले, आईआईटी बॉम्बे में मेटालर्जिकल इंजीनियरिंग एंड मैटेरियल्स साइंस विभाग में प्रोफेसर विजेशंकर डांडापानी के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने जंग संरक्षण के लिए उपयोग किए जाने वाले कार्बनिक कोटिंग्स के प्रदर्शन को चिह्नित करने के लिए एक बेहतर मात्रात्मक विधि की स्थापना की। शोधकर्ताओं ने इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी (ईआईएस) के साथ हाइड्रोजन पारगमन-आधारित पोटेंशियोमेट्री (एचपीपी) को संयुक्त किया और इस तकनीक ने शोधकर्ताओं को कार्बनिक कोटिंग और धातु के बीच इंटरफेस में गिरावट की दर को निर्धारित करने की अनुमति दी। जबकि एचपीपी हाइड्रोजन पारगमन का एक सीधा उपाय देता है, ईआईएस इस बात की जानकारी प्रदान करता है कि हाइड्रोजन पारगमन कोटेड धातु को कैसे कॉरोड किया जाता है।
श्री डंदापानी ने कहा, “यह विचार ही यह पता लगाने के प्रयास से आया कि क्या ईआईएस जैसी पूरक तकनीक का उपयोग एचपीपी दृष्टिकोण से व्याख्याओं को मजबूत करने के लिए किया जा सकता है।”
पहले के एक अध्ययन में, श्री डंदापानी ने कहा कि शोधकर्ताओं ने एचपीपी और ईआईएस का उपयोग करके एक मॉडल बहुलक कोटिंग और पैलेडियम धातु के बीच इंटरफ़ेस में ओआरआर को मापकर प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट प्रदान किया। इस नए अध्ययन में, आईआईटी बॉम्बे की टीम ने ब्रेस्ट, फ्रांस में विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के साथ इस आवेदन को एक महत्वपूर्ण औद्योगिक धातु, लोहा में बढ़ाया है।
इस अध्ययन को इंडो -फ्रेंच सेंटर फॉर प्रमोशन ऑफ एडवांस्ड रिसर्च -CEFIPRA और साइंस एंड इंजीनियरिंग रिसर्च बोर्ड (SERB), भारत के लिए धन प्राप्त हुआ।
“हमने पैलेडियम झिल्ली पर लोहे की एक पतली परत को लेपित किया और पॉली-मिथाइल मेथैक्रिलेट (पीएमएमए) नामक एक बहुलक के साथ लोहे को लेपित किया। उन्होंने उस दर को मापा जिस पर एचपीपी-ईआईएस का उपयोग करके पीएमएमए और लोहे के बीच इंटरफेस में ऑक्सीजन की कमी की प्रतिक्रिया हुई। उन्होंने वर्तमान-संभावित (I (U)) घटता और इसी प्रतिबाधा मूल्यों पर कब्जा कर लिया, जो कि वे एक नंगे लोहे की सतह के लिए उससे अधिक पाए गए। उच्च प्रतिबाधा मूल्य कम संक्षारण दर और इसके विपरीत के अनुरूप हैं। एचपीपी-ईआईएस के संयुक्त उपयोग ने भी लोहे की सतह और कार्बनिक कोटिंग के बीच इंटरफेस में ओआरआर की एक स्पष्ट तस्वीर दी, उनमें से किसी से भी अधिक व्यक्तिगत रूप से हो सकता है और इंटरफेस में ओआरआर का मूल्यांकन करने के लिए एचपीपी-ईआईएस तकनीक के उपयोग को मान्य कर सकता है। श्री दंदापानी ने समझाया कि कोई भी पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके आसानी से अध्ययन नहीं कर सकता है क्योंकि कार्बनिक कोटिंग्स और धातुओं के बीच इंटरफ़ेस दफन और दुर्गम है।
एचपीपी-ईआईएस लागत-प्रभावी है क्योंकि इसके लिए केवल दो पोटेंशियोस्टैट्स, सरल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की आवश्यकता होती है जो दो इलेक्ट्रोड के बीच वोल्टेज को नियंत्रित और मापते हैं। श्री डंडापानी ने कहा कि एचपीपी-ईआईएस का उपयोग यह निगरानी करने के लिए किया जा सकता है कि कार्बनिक कोटिंग कितनी जल्दी लोहे को जंग के लिए रास्ता देगा, और यह कि विधि न केवल इस्पात उद्योग के लिए रुचि होगी, बल्कि इस क्षेत्र में भी उपयोगी होगी। ईंधन कोशिकाएं और सेंसर।
प्राकृतिक गैस से उत्सर्जन को कम करने के लिए हाइड्रोजन सम्मिश्रण तेजी से लोकप्रिय होने के साथ, कोई भी यह निर्धारित करने के लिए एचपीपी-ईआईएस तकनीक को भी लागू कर सकता है कि प्राकृतिक गैस पाइपलाइन पर पेंट का कोट कितनी जल्दी है, जहां हाइड्रोजन को प्राकृतिक गैस, गिरावट के साथ मिश्रित किया जाता है, श्री डंडापानी ने कहा। एक संभावित अनुप्रयोग पर प्रकाश डाला।
प्रकाशित – 06 फरवरी, 2025 04:57 PM IST
