அறிமுகம்
நிலையானப் பொறியியலுக்கான ஆழமானக் கட்டமைப்பு மற்றும் மாபெரும் திருப்புமுனையில், கவுகாத்தியில் உள்ள அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப மேம்பாட்டு ஆய்வு நிறுவனத்தின் (IASST - Institute of Advanced Study in Science and Technology) ஆராய்ச்சியாளர்கள் அதிகாரப்பூர்வமாக ஒரு ஆக்ரோஷமான போரோபீன் அடிப்படையிலானப் பசுமை லூப்ரிகண்டை (borophene-based green lubricant) உருவாக்கினர். ஆமணக்கு எண்ணெயைப் (castor oil) பயன்படுத்தி இயந்திர உராய்வை (mechanical friction) 42% இது வன்மையாகக் குறைக்கிறது.
பின்னணி
இந்த போரோபீன் அடிப்படையிலானச் சேர்க்கையின் தீவிர முழுமையானக் கண்டுபிடிப்பு, நச்சுப் பெட்ரோகெமிக்கல் லூப்ரிகண்டுகளை (toxic petrochemical lubricants) சூழல் நட்பு மாற்றுகளுடன் மாற்ற வேண்டிய மாபெரும் அவசியத்தை முழுமையாகக் கட்டமைப்பு ரீதியாக நிவர்த்தி செய்கிறது. IASST (DST இன் கீழ் உள்ள ஒரு தன்னாட்சி நிறுவனம்) வன்மையாக உருவாக்கிய இந்த மாபெரும் தொழில்நுட்பப் பாய்ச்சல், அதிகச் செயல்திறன் கொண்ட லூப்ரிகண்ட் சேர்க்கையாக போரோபீனின் (borophene) உலகின் தீவிரமான முதல் ஆர்ப்பாட்டத்தைக் குறிக்கிறது. போரோபீன், முற்றிலும் போரான் அணுக்களால் (boron atoms) ஆன ஒரு மாபெரும் இரு பரிமாண (2D) நானோ பொருள் (nanomaterial), ஆக்ரோஷமானக் கட்டமைப்பு இயந்திர வலிமை மற்றும் முழுமையான மின் கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு மாபெரும் நுண்ணிய 0.1 எடை சதவீத போரோபீனை நிலையான ஆமணக்கு எண்ணெயுடன் தீவிரமாகச் சேர்ப்பதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் முழுமையான உராய்வை 42% வன்மையாகக் குறைத்தனர். மாபெரும் தொழில்துறை ஆற்றல் திறனைப் (industrial energy efficiency) பாதுகாப்பதற்கும் முழுமையானப் பசுமை லூப்ரிகேஷன் எல்லையை (green lubrication frontier) ஆக்ரோஷமாக முன்னேற்றுவதற்கும் முழுமையானக் கட்டமைப்பு நானோ பொறியியல் (nano-engineering) அடிப்படையில் இன்றியமையாதது என்பதை இந்தத் தீவிர அறிவியல் சிறந்த செயல் வன்மையாக வலியுறுத்துகிறது.
இது ஏன் முக்கியமானது?
இந்த மாபெரும் கட்டமைப்புப் பசுமை நானோ தொழில்நுட்பம் (green nanotechnology) முக்கியமானது, ஏனெனில் இது நிலையானத் தொழில்துறை செயல்பாடுகளுக்கான (sustainable industrial operations) மாபெரும் அவசியத்தை நேரடியாக நிவர்த்தி செய்கிறது. அதிநவீன 2D நானோ மெட்டீரியல்களைப் (2D nanomaterials) பாரம்பரிய ஆமணக்கு எண்ணெயுடன் முழுமையாகக் கட்டமைப்பு ரீதியாக இணைப்பதன் மூலம், இயந்திரத் தேய்மானத்தில் (machine wear) மாபெரும் கடுமையானக் குறைப்பை IASST முழுமையாக உறுதி செய்கிறது. மாபெரும் சுற்றுச்சூழல் பொறியியலுக்கு (ecological engineering) முழுமையானக் கட்டமைப்பு உயிர்-மசகு எண்ணெய் (bio-lubricants) முற்றிலும் முக்கியமானது என்பதை இது நிரூபிக்கிறது.
முக்கிய சிறப்பம்சங்கள்
- கண்டுபிடிப்பு: போரோபீன் அடிப்படையிலானப் பசுமை லூப்ரிகண்ட் சேர்க்கை.
- வளரும் நிறுவனம்: அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தில் மேம்பட்ட ஆய்வு நிறுவனம் (IASST), கவுகாத்தி.
- அடிப்படைப் பொருள்: ஆமணக்கு எண்ணெய்.
- நானோ மெட்டீரியல்: போரோபீன் (போரான் அணுக்களால் ஆன 2D பொருள்).
- முக்கிய முடிவு: 0.1 எடை சதவீதம் போரோபீன் சேர்த்தால் உராய்வு 42% குறைகிறது.
- பெற்றோர் துறை: அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத் துறை (DST).
அறிவியல் நடவடிக்கைகள்
அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத் துறை (DST) ஆக்ரோஷமாக மாபெரும் பொருள் அறிவியல் (material science) பணிக்குழுக்களாக் கட்டமைப்பு ரீதியாகப் பயன்படுத்தியது, மாபெரும் போரோபீன் இடைநீக்கங்கள் முழுமையானத் தீவிரத் தொழில்துறை சுமைகளின் (industrial loads) கீழ் கட்டமைப்பு ரீதியாகச் நிலையானதாக இருப்பதைத் தீவிரமாக உறுதிசெய்யக் கடுமையான உராய்வியல் சோதனை நெறிமுறைகளை (tribology testing protocols) அவர்கள் முழுமையாகத் தொடங்குகின்றனர்.
முக்கிய உண்மைகள்
- போரோபீன் (Borophene): போரானின் ஒரு மாபெரும் முழுமையான இரு பரிமாண (2D) அலோட்ரோப், அதன் ஆக்ரோஷமானக் கட்டமைப்பு நெகிழ்வுத்தன்மை, அதிக வலிமை மற்றும் மாபெரும் உலோகப் பண்புகளுக்காக வன்மையாகக் கொண்டாடப்படுகிறது, இது சில பயன்பாடுகளில் கிராபெனின் (graphene) விடத் தீவிரமான உயர்ந்ததாக ஆக்குகிறது.
- ஐஏஎஸ்எஸ்டி, கவுகாத்தி (IASST, Guwahati): மாபெரும் கட்டமைப்பு பிளாஸ்மா இயற்பியல் (plasma physics), நானோ தொழில்நுட்பம் மற்றும் மேம்பட்டப் பொருட்களில் ஆக்ரோஷமாக ஆராய்ச்சியை வழிநடத்தும் DST-இன் கீழ் வன்மையாகச் செயல்படும் ஒரு தீவிர முழுமையான முதன்மையானத் தன்னாட்சி ஆராய்ச்சி நிறுவனம்.
- பசுமை லூப்ரிகேஷன் (Green Lubrication): மாபெரும் சுற்றுச்சூழல் மாசுபாடு இல்லாமல் உராய்வைத் தீவிரமாகக் குறைக்க ஆக்ரோஷமான நானோ சேர்க்கைகளுடன் (nano-additives) வன்மையாக மேம்படுத்தப்பட்ட முழுமையான மக்கும், சூழல் நட்பு திரவங்களை (ஆமணக்கு எண்ணெய் போன்ற) பயன்படுத்தும் மாபெரும் கட்டமைப்புப் பயிற்சி.
தாக்கம்
இந்தப் பசுமை லூப்ரிகண்டின் (green lubricant) முழுமையான செயலாக்கம் கனரக உற்பத்தியில் மாபெரும் கடுமையானத் திருத்தங்களை முழுமையாக உருவாக்கும். வாகன மற்றும் விண்வெளித் தொழில்கள் முழுமையானப் பூஜ்ஜிய உமிழ்வு இலக்குகளைச் (zero-emission targets) சந்திக்கக் கட்டமைப்பு உயிரி அடிப்படையிலான லூப்ரிகண்டுகளை (bio-based lubricants) ஆக்ரோஷமாக ஏற்றுக்கொள்ள இதுக் கட்டாயப்படுத்துகிறது.
தேர்வுப் பார்வை
அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பம் மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு (UPSC, State PSCs), பயன்படுத்தப்படும் நானோ பொருள் (போரோபீன்), அடிப்படைத் திரவம் (ஆமணக்கு எண்ணெய்), வளரும் நிறுவனம் (IASST, கவுகாத்தி) மற்றும் முக்கிய கருத்து (பச்சை லூப்ரிகேஷன் மூலம் இயந்திர உராய்வை 42% குறைக்கிறது) ஆகியவற்றைக் கண்டிப்பாக மனப்பாடம் செய்க.
முக்கிய குறிப்புகள்
- நானோ மெட்டீரியல்: போரோபீன் (2D போரான்).
- அடிப்படை திரவம்: ஆமணக்கு எண்ணெய்.
- உருவாக்கியவர்: IASST, கவுகாத்தி (DST-இன் கீழ்).
- உராய்வு குறைப்பு: 42% (வெறும் 0.1 wt% போரோபீன் பயன்படுத்தி).
- முக்கியத்துவம்: போரோபீனைப் பசுமை லூப்ரிகண்ட் சேர்க்கையாகப் பயன்படுத்திய முதல் பயன்பாடு.
முடிவுரை
IASST மூலம் போரோபீன் அடிப்படையிலான லூப்ரிகண்டின் தீவிர முழுமையான உருவாக்கம் நானோ தொழில்நுட்பத்திற்கான ஒரு சக்திவாய்ந்த மாபெரும் கட்டமைப்பு வெற்றியாகும். ஒரு முழுமையானப் பசுமைத் தொழில்துறைப் புரட்சியை ஆக்ரோஷமாக லூப்ரிகேட் செய்ய இயற்கையான ஆமணக்கு எண்ணெயுடன் மாபெரும் அணுத் துல்லியத்தை (atomic precision) இது வன்மையாகக் கலக்கிறது.