नई कोटिंग साधारण कांच को सुपरग्लास में बदल देती है

एक नया पारदर्शी, बायोइन्स्पायर्ड कोटिंग साधारण ग्लास को सख्त, स्वयं-सफाई और अविश्वसनीय रूप से फिसलन बनाता है, हार्वर्ड यूनिवर्सिटी में वायस इंस्टीट्यूट फॉर बायोलॉजिकल इंस्पायर्ड इंजीनियरिंग और हार्वर्ड स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग एंड एप्लाइड साइंसेज (एसईएएस) की एक टीम ने जुलाई 31 संस्करण में ऑनलाइन रिपोर्ट की। प्रकृति संचार के।


नई कोटिंग का उपयोग चश्मे के लिए टिकाऊ, खरोंच प्रतिरोधी लेंस बनाने के लिए किया जा सकता है, स्वयं-सफाई खिड़कियां, बेहतर सौर पैनल और नए चिकित्सा निदान उपकरण, प्रमुख अन्वेषक जोआना एज़ेनबर्ग, पीएच.डी., जो एक कोर फैकल्टी सदस्य हैं, ने कहा Wyss संस्थान, एमी स्मिथ बेरिलसन SEAS में सामग्री विज्ञान के प्रोफेसर, और रसायन विज्ञान और रासायनिक जीव विज्ञान के प्रोफेसर।


एक पारदर्शी नई कोटिंग साधारण कांच को सख्त, अल्ट्रास्लिपरी और स्वयं-सफाई बनाती है। कोटिंग SLIPS पर आधारित है - दुनिया का सबसे फिसलन सिंथेटिक पदार्थ। यहां, रंगे हुए ओकटाइन की एक बूंद जल्दी से मोती बन जाती है और नई कोटिंग के साथ एक घड़ी के शीशे से लुढ़क जाती है।

नई कोटिंग एक पुरस्कार विजेता तकनीक पर निर्मित होती है, जिसे एइज़ेनबर्ग और उनकी टीम ने स्लिपरी लिक्विड-इन्फ्यूज्ड पोरस सर्फेस (एसएलआईपीएस) कहा है - जो सबसे फिसलन वाली सिंथेटिक सतह है। नई कोटिंग समान रूप से फिसलन भरी है, लेकिन बहुत अधिक टिकाऊ और पूरी तरह से पारदर्शी है। साथ में ये प्रगति व्यावसायिक रूप से उपयोगी सामग्री बनाने में लंबे समय से चली आ रही चुनौतियों का समाधान करती है जो लगभग हर चीज को पीछे छोड़ देती हैं।

SLIPS मांसाहारी घड़े के पौधे की चालाक रणनीति से प्रेरित था, जो कीड़ों को अपनी पत्तियों की अल्ट्रास्लिपरी सतह पर ले जाता है, जहां वे अपने विनाश की ओर बढ़ते हैं। पहले के जल-विकर्षक सामग्रियों के विपरीत, SLIPS तेल और शहद जैसे चिपचिपे तरल पदार्थों को पीछे हटाता है, और यह बर्फ के निर्माण और जीवाणु बायोफिल्म का भी प्रतिरोध करता है।

जबकि SLIPS एक महत्वपूर्ण अग्रिम था, यह 'सिद्धांत का प्रमाण' भी था - व्यावसायिक रूप से मूल्यवान तकनीक की ओर पहला कदम, हार्वर्ड एसईएएस में अनुप्रयुक्त भौतिकी में पोस्टडॉक्टरल फेलो, प्रमुख लेखक निकोलस वोगेल ने कहा।




वोगेल ने कहा, 'स्लिप्स तैलीय और जलीय दोनों तरह के तरल पदार्थों को पीछे हटाता है, लेकिन इसे बनाना महंगा है और पारदर्शी नहीं है।'

मूल SLIPS सामग्री को भी मौजूदा सतहों पर किसी तरह से बांधा जाना चाहिए, जो अक्सर आसान नहीं होता है।

वोगेल ने समझाया, 'मौजूदा सतह को लेना और इसे फिसलन बनाने के लिए एक निश्चित तरीके से इलाज करना आसान होगा।'

वोगेल, एज़ेनबर्ग और उनके सहयोगियों ने एक कोटिंग विकसित करने की मांग की जो इसे पूरा करती है और एसएलआईपीएस के रूप में काम करती है। SLIPS की तरल स्नेहक की पतली परत तरल पदार्थ को सतह पर आसानी से प्रवाहित करने की अनुमति देती है, ठीक उसी तरह जैसे आइस रिंक में पानी की एक पतली परत एक आइस स्केटर ग्लाइड में मदद करती है।


एक SLIPS जैसी कोटिंग बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने पिंग-पोंग गेंदों के संग्रह की तरह, एक सपाट कांच की सतह पर पॉलीस्टाइनिन के छोटे गोलाकार कणों, स्टायरोफोम के मुख्य घटक के संग्रह को कोरल किया। वे उन पर तरल गिलास तब तक डालते हैं जब तक कि गेंदें गिलास में आधे से ज्यादा दब न जाएं। कांच के जमने के बाद, वे मोतियों को जला देते हैं, जिससे छत्ते जैसा दिखने वाले गड्ढों का एक नेटवर्क निकल जाता है। फिर वे उस छत्ते को उसी तरल स्नेहक के साथ कवर करते हैं जिसका उपयोग SLIPS में एक सख्त लेकिन फिसलन कोटिंग बनाने के लिए किया जाता है।

'हनीकोम्ब संरचना वह है जो नई कोटिंग को यांत्रिक स्थिरता प्रदान करती है,' एज़ेनबर्ग ने कहा।

दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की तुलना में उन्हें व्यास में बहुत छोटा बनाने के लिए छत्ते की कोशिकाओं की चौड़ाई को समायोजित करके, शोधकर्ताओं ने कोटिंग को प्रकाश को प्रतिबिंबित करने से रोक दिया। इसने कोटिंग के साथ कांच की स्लाइड को पूरी तरह से पारदर्शी बना दिया।

इन लेपित कांच की स्लाइडों ने पानी, ओकटाइन, वाइन, जैतून का तेल और केचप सहित विभिन्न प्रकार के तरल पदार्थों को खदेड़ दिया, जैसे कि SLIPS करता है। और, SLIPS की तरह, कोटिंग ने बर्फ के आसंजन को एक ग्लास स्लाइड में 99 प्रतिशत तक कम कर दिया। सामग्री को ठंढ से मुक्त रखना महत्वपूर्ण है क्योंकि पालन की गई बर्फ बिजली की लाइनों को नीचे ले जा सकती है, शीतलन प्रणाली की ऊर्जा दक्षता को कम कर सकती है, हवाई जहाज में देरी कर सकती है और इमारतों को ढह सकती है।


महत्वपूर्ण रूप से, कांच की स्लाइड्स पर SLIPS कोटिंग की छत्ते की संरचना बेजोड़ यांत्रिक मजबूती प्रदान करती है। यह क्षति का सामना करता है और विभिन्न उपचारों के बाद फिसलन बना रहता है जो साधारण कांच की सतहों और अन्य लोकप्रिय तरल-विकर्षक सामग्रियों को खरोंच और समझौता कर सकता है, जिसमें स्पर्श करना, टेप का एक टुकड़ा छीलना और एक ऊतक से पोंछना शामिल है।

'हम अपने आप को एक चुनौतीपूर्ण लक्ष्य निर्धारित करते हैं: एक बहुमुखी कोटिंग डिजाइन करने के लिए जो SLIPS जितना अच्छा है, लेकिन लागू करने में बहुत आसान, पारदर्शी और बहुत कठिन है - और यही हमने प्रबंधित किया है,' एज़ेनबर्ग ने कहा।

टीम अब कांच के घुमावदार टुकड़ों के साथ-साथ स्पष्ट प्लास्टिक जैसे प्लेक्सीग्लस को बेहतर ढंग से कोट करने और विनिर्माण की कठोरता के लिए विधि को अनुकूलित करने के लिए अपनी विधि का सम्मान कर रही है।

'जोआना की नई SLIPS कोटिंग नई तकनीकों को विकसित करने में प्रकृति के नेतृत्व का अनुसरण करने की शक्ति का खुलासा करती है,' Wyss संस्थान के संस्थापक निदेशक, पीएचडी, एमडी, डॉन इंगबर ने कहा। 'हम उन अनुप्रयोगों की श्रेणी के बारे में उत्साहित हैं जो इस अभिनव कोटिंग का उपयोग कर सकते हैं।' इंगबर हार्वर्ड मेडिकल स्कूल और बोस्टन चिल्ड्रन हॉस्पिटल में वैस्कुलर बायोलॉजी के यहूदा फोकमैन प्रोफेसर और हार्वर्ड एसईएएस में बायोइंजीनियरिंग के प्रोफेसर भी हैं।

के जरिएWYSS संस्थान