Eco-friendly aluminium surfaces show promise for industrial, biomedical uses

बेंगलुरु: भारतीय शोधकर्ताओं की एक टीम ने उन गुणों के साथ एक बायोइन्सपायर्ड एल्यूमीनियम सतह विकसित की है जो मरीन इंजीनियरिंग से लेकर फूड पैकेजिंग और हेल्थकेयर तक के उद्योगों को लाभान्वित कर सकती हैं।
‘कोलाइड्स एंड सर्फेस बी: बायोइंटरफेस’ में प्रकाशित निष्कर्ष, इस बात पर प्रकाश डालते हैं कि प्रकृति में पाई जाने वाली संरचनाएं कैसे पाई जाती हैं, जैसे कि कमल के पत्ते और कीट पंख – बहुक्रियाशील सतहों का उत्पादन कर सकते हैं जो पानी को पीछे हटाते हैं, जंग और बैक्टीरिया का विरोध करते हैं, और न्यूनतम पानी से खुद को साफ करते हैं।
हरप्रीत एस ग्रेवाल के नेतृत्व में, टीम से शिव नादर यूनिवर्सिटी दिल्ली-एनसीआर में कम लागत और पर्यावरण के अनुकूल प्रक्रिया का उपयोग करके माइक्रो-एंड-नैनोस्ट्रक्टेड एल्यूमीनियम सतहों का निर्माण किया। विधि, जिसमें माइक्रो-पैटर्न के साथ एल्यूमीनियम शीट को छापना और फिर उन्हें गर्म पानी में डुबोना शामिल है, जिसके परिणामस्वरूप दो अलग-अलग सतहें थीं: “नैनो” और “पदानुक्रम”।
इन सतहों को तब सतह की ऊर्जा को कम करने और पानी की पुनरावृत्ति को बढ़ाने के लिए एक फ्लोराइनेटेड सिलेन यौगिक के साथ लेपित किया गया था। परीक्षणों से पता चला कि ये उपचारित सतहें उपचार के आधार पर चरम जल-रिपेलिंग (सुपरहाइड्रोफोबिक) या पानी-आकर्षण (सुपरहाइड्रोफिलिक) राज्यों को प्राप्त कर सकती हैं।
उदाहरण के लिए, “नैनो” सतह ने 163 डिग्री के एक संपर्क कोण का प्रदर्शन किया, जो पानी की बूंदों को आसानी से रोल करता है। इस तरह की विशेषताएं उन अनुप्रयोगों में विशेष रूप से उपयोगी हैं जहां स्वच्छता या नमी से बचाव महत्वपूर्ण है।
एक प्रमुख अनुप्रयोग का पता लगाया गया था, समुद्री वातावरण में संक्षारण प्रतिरोध था। जब खारा परिस्थितियों में परीक्षण किया जाता है, तो नैनोस्ट्रक्चर वाली सतहों ने संक्षारण वर्तमान घनत्व में काफी कमी दिखाई, जो कि अनुपचारित एल्यूमीनियम की तुलना में 40 गुना कम है, यह सुझाव देते हुए कि ये सतह समुद्री जल में धातु घटकों के जीवनकाल का विस्तार कर सकती हैं।
शोधकर्ताओं ने स्व-सफाई और जीवाणुरोधी गुणों का भी मूल्यांकन किया। नैनोस्ट्रक्चर वाली सतहों को चाक धूल को हटाने के लिए न्यूनतम पानी की आवश्यकता होती है और दूध और कॉफी जैसे सामान्य तरल पदार्थों से धुंधला होने का विरोध किया जाता है।
ई कोलाई बैक्टीरिया के संपर्क में आने पर, सुपरहाइड्रोफिलिक नैनोस्ट्रक्चर एल्यूमीनियम ने सबसे बड़ा जीवाणुरोधी प्रभाव दिखाया, जाहिरा तौर पर घनी भरी नैनोस्केल सुविधाओं के संपर्क में बैक्टीरिया झिल्ली के शारीरिक टूटने के कारण।
“घने नैनोफलेक्स लगभग स्पाइक्स के एक बिस्तर की तरह काम करते हैं,” ग्रेवाल ने टीओआई को बताया, यह बताते हुए कि सतह को कैसे विकृत किया जाता है और बैक्टीरिया की कोशिकाओं को छेदता है, जिससे रासायनिक कीटाणुनाशक की आवश्यकता के बिना बायोफिल्म गठन को कम किया जाता है। विशेष रूप से, निर्माण विधि खतरनाक रसायनों के उपयोग से बचती है और इसे स्केलेबल होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो औद्योगिक अपनाने के लिए एक महत्वपूर्ण विचार है।
सह-लेखक प्रिया मंडल ने कहा, “हमने सामान्य सामग्री और सीधे प्रसंस्करण का उपयोग करके बहुक्रियाशील एल्यूमीनियम सतहों के लिए एक व्यावहारिक मार्ग का प्रदर्शन किया है।” समुद्री और खाद्य उद्योगों से परे, ऐसी सतहों को बायोमेडिकल टूल, इलेक्ट्रॉनिक्स या पैकेजिंग सामग्री के लिए अनुकूलित किया जा सकता है जहां संदूषण नियंत्रण महत्वपूर्ण है।
उनके काम को वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुसंधान परिषद (CSIR), भारत द्वारा समर्थित किया गया था। आगे का विकास वास्तविक दुनिया की स्थितियों में स्थायित्व का परीक्षण करने और व्यावसायिक उपयोग के लिए उत्पादन को बढ़ाने पर ध्यान केंद्रित करेगा।