আপনি এটি রান্নাঘরের রান্নার পাত্রে বা পুরানো জলের পাইপে দেখে থাকতে পারেন: শক্ত, খনিজ সমৃদ্ধ জল সময়ের সাথে সাথে আঁশযুক্ত আমানত ছেড়ে যাবে। এটি শুধুমাত্র পাইপ এবং বাড়িতে রান্নার পাত্রে নয়, পাইপ এবং ভালভ যা তেল এবং প্রাকৃতিক গ্যাস পরিবহন করে এবং পাইপ যা বিদ্যুৎ কেন্দ্রে শীতল জল পরিবহন করে। এটা সুপরিচিত যে স্কেল অদক্ষতা, ডাউনটাইম এবং রক্ষণাবেক্ষণ সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে। তেল এবং গ্যাস শিল্পে, স্কেল কখনও কখনও অপারেটিং কূপগুলি সম্পূর্ণ বন্ধ করে দেয়, অন্তত অস্থায়ীভাবে। অতএব, এই সমস্যাটি সমাধান করা বিশাল পুরষ্কার আনতে পারে। এখন, এমআইটি গবেষকদের একটি দল এই বিশাল কিন্তু স্বল্প পরিচিত সমস্যার একটি সম্ভাব্য সমাধান নিয়ে এসেছে। তারা দেখেছেন যে পৃষ্ঠের ন্যানো-টেক্সচারিং সহ একটি নতুন পৃষ্ঠ চিকিত্সা এবং তারপরে তৈলাক্ত তরল প্রয়োগ করা - স্কেল গঠনের হার কমপক্ষে দশ গুণ কমাতে পারে। এই সপ্তাহে, গবেষণার ফলাফল জার্নাল অফ অ্যাডভান্সড ম্যাটেরিয়ালস ইন্টারফেসে প্রকাশিত হয়েছিল। গবেষণাপত্রটি স্নাতক ছাত্র শ্রীনিবাস সুব্রামানিয়াম, পোস্টডক্টরাল ফেলো জিসেল আজিমি এবং এমআইটি-র মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং বিভাগের মেরিন ইউটিলাইজেশনের সহযোগী অধ্যাপক কৃপা বারাণসী লিখেছেন। "আপনি প্রায় যে কোন জায়গায় [স্কেল] দেখতে পারেন," বারাণসী বলেছে। বাড়িতে, এই জমাগুলি বেশিরভাগই বিরক্তিকর, কিন্তু শিল্পে, তারা "উৎপাদনশীলতা হ্রাস করতে পারে, এবং [এগুলি] অপসারণের পদ্ধতি পরিবেশের জন্য ক্ষতিকারক হতে পারে", সাধারণত কঠোর রাসায়নিক ব্যবহার জড়িত থাকে। পাওয়ার প্ল্যান্ট এবং ডিস্যালিনেশন প্ল্যান্টে, স্কেল উল্লেখযোগ্য দক্ষতার ক্ষতি করতে পারে কারণ এটি তাপীয় বাধা হিসাবে কাজ করে এবং তাপ এক্সচেঞ্জারে শীতল বা ঘনীভবনকে প্রভাবিত করে। সমস্যা দেখা দেয় কারণ পানিতে সাধারণত প্রচুর দ্রবীভূত লবণ এবং খনিজ থাকে। এই পদার্থগুলি দ্রবীভূত করার জন্য জলের ক্ষমতা দ্রবণীয়তার উপর নির্ভর করে, তাই যদি জল ঠান্ডা হয় বা বাষ্পীভূত হয়, তাহলে দ্রবণটি অত্যধিক স্যাচুরেটেড হয়ে যেতে পারে: এটি ধারণ করার চেয়ে বেশি দ্রবীভূত পদার্থ ধারণ করে, তাই কিছু পদার্থ বের হতে শুরু করে। যখন উষ্ণ এবং আর্দ্র বাতাস হঠাৎ ঠান্ডা হয়ে যায় যখন এটি একটি ঠান্ডা পৃষ্ঠের মুখোমুখি হয়, এটি ঠান্ডা কাচের উপর কুয়াশা সৃষ্টি করবে, যা একই নীতি। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, প্রকৌশলীরা সিস্টেমকে অতিরিক্ত ডিজাইন করে এই সমস্যাটি সমাধান করে, বারাণসী বলেছেন: প্রয়োজনের চেয়ে অনেক বড় পাইপ ব্যবহার করুন, উদাহরণস্বরূপ, এটি আশা করা যায় যে ফাউলিং আংশিক বাধা সৃষ্টি করবে, বা বৃহত্তর পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল সৃষ্টি করবে, এই ক্ষেত্রে হিট এক্সচেঞ্জার অধীন সুব্রমণ্যম উল্লেখ করেছেন যে এই সমস্যাটি নতুন নয়: "প্রাচীন রান্নার পাত্রে এই ধরনের জমে আছে," তিনি বলেছিলেন। "আমাদের কাছে এখনও একটি ভাল সমাধান নেই।" যদিও এটি এখনও একটি শিল্প স্কেলে প্রমাণিত হয়নি, এমআইটি দল দ্বারা উদ্ভাবিত নতুন পদ্ধতিটি স্কেল গঠনের গতিতে উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলতে পারে এবং অনেক ক্ষেত্রে এটি সম্পূর্ণরূপে প্রতিরোধ করতে পারে। তাদের পদ্ধতিটি সহজ শোনায়: কার্যকরভাবে পৃষ্ঠকে ন্যানোটেক্সচার করা এবং একটি লুব্রিকেন্ট দিয়ে ফলিত টেক্সচারটি পূরণ করা। গঠন প্রধানত উত্পাদিত bumps এবং grooves আকারের উপর নির্ভর করে; সুনির্দিষ্ট আকৃতি ব্যাপার বলে মনে হয় না. অতএব, এই টেক্সচারটি তৈরি করতে বিভিন্ন কৌশল ব্যবহার করা যেতে পারে- যার মধ্যে রয়েছে পৃষ্ঠের উপর একটি টেক্সচার্ড আবরণ প্রয়োগ করা বা রাসায়নিকভাবে এটির জায়গায় খোদাই করা। গবেষকরা একটি উপযুক্ত লুব্রিকেন্ট নির্বাচন করার জন্য একটি প্রক্রিয়াও বর্ণনা করেছেন যা শুধুমাত্র স্কেল দ্বারা গঠিত শক্তির বাধাকে বৃদ্ধি করে না, তবে টেক্সচারযুক্ত কঠিন পদার্থে ছড়িয়ে পড়ে, যা পৃষ্ঠকে "মসৃণ" করে এবং স্কেল গঠনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে এমন নিউক্লিয়েশন হ্রাস করে। সাইট। স্কেল গঠন প্রতিরোধ বা হ্রাস করার পূর্ববর্তী প্রচেষ্টায় সাধারণত পৃষ্ঠে একটি আবরণ (যেমন টেফলন) যুক্ত করা হয় যাতে খনিজগুলি এটির সাথে আবদ্ধ হতে না পারে। বারাণসী ব্যাখ্যা করেছেন যে এই পদ্ধতির সমস্যা হল এই আবরণগুলি নষ্ট হয়ে যায়, ঠিক যেমন নন-স্টিক ফ্রাইং প্যানের আবরণগুলি প্রায়শই ব্যবহারের সাথে হ্রাস পায়। তিনি বলেছিলেন যে আবরণে একটি ছোট গর্ত থাকলেও, এটি স্কেল গঠন শুরু করার জন্য একটি জায়গা সরবরাহ করে। নতুন পদ্ধতি ব্যবহার করে, একবার পৃষ্ঠে ন্যানো-টেক্সচার তৈরি হয়ে গেলে, পৃষ্ঠে তেল বা অন্যান্য লুব্রিকেটিং তরল প্রয়োগ করা হয়। বারাণসী বলেছে যে ছোট ন্যানো-স্কেল খাঁজগুলি এই তরলটিকে ধরে রাখে এবং কৈশিক ক্রিয়াকলাপের মাধ্যমে এটিকে শক্তভাবে ধরে রাখে। শক্ত নন-স্টিক আবরণের বিপরীতে, তরল যে কোনও ফাঁক পূরণ করতে প্রবাহিত হতে পারে, পৃষ্ঠের টেক্সচারে ছড়িয়ে পড়তে পারে এবং যদি কিছু ধুয়ে যায় তবে এটি ক্রমাগত পূরণ করা যেতে পারে। "এমনকি যান্ত্রিক ক্ষতি হলেও, লুব্রিকেন্ট সেই পৃষ্ঠে ফিরে আসতে পারে," সুব্রামণ্যম বলেছিলেন। "এটি দীর্ঘ সময়ের জন্য তার মসৃণতা বজায় রাখতে পারে।" কারণ এই লুব্রিকেটিং স্তরটি খুব পাতলা—মাত্র কয়েকশ ন্যানোমিটার পুরু—এটি কয়েক দশক ধরে একটি পৃষ্ঠকে রক্ষা করার জন্য শুধুমাত্র অল্প পরিমাণ লুব্রিকেন্টের প্রয়োজন। বারাণসী বলেছে যে পাইপলাইনের একটি অংশে নির্মিত একটি জলাধার সরঞ্জামের সারা জীবন তৈলাক্তকরণ সরবরাহ করতে পারে। তেল পাইপলাইনের ক্ষেত্রে, "লুব্রিকেন্ট ইতিমধ্যেই বিদ্যমান", পৃষ্ঠের টেক্সচার দ্বারা ক্যাপচার করা তেল পাইপলাইনের পৃষ্ঠকে রক্ষা করতে পারে। ফ্রেইবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের ইন্টারফেস কেমিস্ট্রি অ্যান্ড ফিজিক্সের ল্যাবরেটরির প্রধান জার্গেন রুহে গবেষণায় জড়িত ছিলেন না, বলেছেন যে এটি "খুব গুরুত্বপূর্ণ আবিষ্কার এবং গুরুত্বপূর্ণ বৈজ্ঞানিক অগ্রগতি" প্রতিনিধিত্ব করে। তিনি স্কেল গঠন হ্রাস করার দলের পদ্ধতিটিকে "নতুন এবং সৃজনশীল" বলে অভিহিত করেছেন এবং বলেছেন "যে সমস্ত এলাকায় জল উত্তপ্ত এবং বাষ্প উৎপন্ন হয় সেখানে এটির সম্ভাব্য প্রভাব থাকতে পারে।" গবেষকরা বলেছেন যে একটি নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সর্বোত্তম নির্ধারণের জন্য আরও পরীক্ষাগার পরীক্ষার পরে লুব্রিকেন্ট এবং টেক্সচারিং পদ্ধতির পরে, সিস্টেমটি মাত্র তিন বছরের মধ্যে বাণিজ্যিক প্রয়োগের জন্য প্রস্তুত হতে পারে। এই কাজটি এমআইটি এনার্জি ইনিশিয়েটিভ দ্বারা সমর্থিত ছিল।
পোস্টের সময়: ডিসেম্বর-০৮-২০২১
