છિદ્રાળુ ધાતુઓ ઉત્પન્ન કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક નેનો-સ્ટ્રક્ચરિંગ
સોનોકેમિસ્ટ્રી નેનો મટિરિયલના એન્જિનિયરિંગ અને ફંક્શનલાઇઝેશન માટે ખૂબ જ અસરકારક સાધન છે. ધાતુશાસ્ત્રમાં, અલ્ટ્રાસોનિક ઇરેડિયેશન છિદ્રાળુ ધાતુઓની રચનાને પ્રોત્સાહન આપે છે. ડૉ. ડારિયા એન્ડ્રીવાના સંશોધન જૂથે મેસોપોરસ ધાતુઓ ઉત્પન્ન કરવા માટે અસરકારક અને ખર્ચ-કાર્યક્ષમ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-સહાયિત પ્રક્રિયા વિકસાવી છે.
છિદ્રાળુ ધાતુઓ તેમની ઉત્કૃષ્ટ લાક્ષણિકતાઓ જેમ કે તેમની કાટ પ્રતિકાર, યાંત્રિક શક્તિ અને અતિશય ઊંચા તાપમાનનો સામનો કરવાની ક્ષમતાને કારણે મેનીફોલ્ડ તકનીકી શાખાઓમાં વધુ રસ આકર્ષે છે. આ ગુણધર્મો નેનોસ્ટ્રક્ચર્ડ સપાટીઓ પર આધારિત છે જેમાં છિદ્રો માત્ર થોડા નેનોમીટર વ્યાસમાં છે. મેસોપોરસ સામગ્રી 2 થી 50 nm વચ્ચેના પોઝના કદ દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, જ્યારે માઇક્રોપોરસ સામગ્રીનું છિદ્રનું કદ 2nm કરતા ઓછું હોય છે. બાયરુથ યુનિવર્સિટી (ડિપાર્ટમેન્ટ ઑફ ફિઝિકલ કેમિસ્ટ્રી II) ના ડૉ. ડારિયા એન્ડ્રીવા સહિતની આંતરરાષ્ટ્રીય સંશોધન ટીમે આવા ધાતુના બંધારણોની રચના અને ઉત્પાદન માટે ભારે-કુર અને ખર્ચ-કાર્યક્ષમ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પ્રક્રિયા સફળતાપૂર્વક વિકસાવી છે.
આ પ્રક્રિયામાં, ધાતુઓને જલીય દ્રાવણમાં એવી રીતે ગણવામાં આવે છે કે અમુક નેનોમીટરની પોલાણ ચોક્કસ રીતે વ્યાખ્યાયિત અંતરમાં વિકસિત થાય છે. આ ટેલર-મેઇડ સ્ટ્રક્ચર્સ માટે, એર ક્લિનિંગ, એનર્જી સ્ટોરેજ અથવા મેડિકલ ટેક્નોલૉજી સહિત નવીન એપ્લીકેશન્સનો વ્યાપક સ્પેક્ટ્રમ પહેલેથી જ છે. ખાસ કરીને આશાસ્પદ નેનોકોમ્પોઝીટ્સમાં છિદ્રાળુ ધાતુઓનો ઉપયોગ છે. આ સંયુક્ત સામગ્રીનો નવો વર્ગ છે, જેમાં 20 નેનોમીટર સુધીના કદના કણોથી ખૂબ જ સુંદર મેટ્રિક્સ માળખું ભરેલું છે.

ડૉ. ડી. એન્ડ્રીવા આનો ઉપયોગ કરીને જલીય સસ્પેન્શનમાં ઘન કણોના સોનિકેશનની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે. UIP1000hd અલ્ટ્રાસોનિકેટર (20 kHz, 1000W). ચિ. દ્વારા ચિત્ર. વિસ્લર
ઉપરની યોજના ધાતુના કણોના ફેરફાર પર એકોસ્ટિક પોલાણની અસરો દર્શાવે છે. ઝીંક (Zn) તરીકે ઓછા ગલનબિંદુ (MP) ધરાવતી ધાતુઓ સંપૂર્ણપણે ઓક્સિડાઇઝ્ડ હોય છે; નિકલ (Ni) અને ટાઇટેનિયમ (Ti) જેવા ઉચ્ચ ગલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુઓ સોનિકેશન હેઠળ સપાટીમાં ફેરફાર દર્શાવે છે. એલ્યુમિનિયમ (Al) અને મેગ્નેશિયમ (Mg) મેસોપોરસ સ્ટ્રક્ચર બનાવે છે. નોબેલ ધાતુઓ ઓક્સિડેશન સામે તેમની સ્થિરતાને કારણે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઇરેડિયેશન સામે પ્રતિરોધક છે. ધાતુઓના ગલનબિંદુઓ ડિગ્રી કેલ્વિન (K) માં નિર્દિષ્ટ કરવામાં આવે છે.

અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ પ્રવાહીમાં
ઉપરનું ચિત્ર બતાવે છે કે અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ કાટ સામે એલ્યુમિનિયમ એલોયના રક્ષણ માટે પણ થઈ શકે છે. ડાબી બાજુએ: સપાટીની ઈલેક્ટોમાઈક્રોસ્કોપિક ઈમેજની નીચે, અત્યંત કાટ લાગતા દ્રાવણમાં એલ્યુમિનિયમ એલોયનો ફોટો, જેના પર - સોનિકેશનને કારણે - પોલિઈલેક્ટોલાઈટ કોટિંગ બનાવવામાં આવ્યું છે. આ કોટિંગ 21 દિવસ માટે કાટ સામે રક્ષણ આપે છે. જમણી બાજુએ: સમાન એલ્યુમિનિયમ એલોય સોનિકેશનના સંપર્કમાં આવ્યા વિના. સપાટી સંપૂર્ણપણે કાટખૂણે છે.
હકીકત એ છે કે વિવિધ ધાતુઓ સોનિકેશન માટે નાટકીય રીતે અલગ અલગ રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે તે સામગ્રી વિજ્ઞાનમાં નવીનતાઓ માટે શોષણ કરી શકાય છે. એલોયને એવી રીતે નેનોકોમ્પોઝીટ્સમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે જેમાં વધુ સ્થિર સામગ્રીના કણો ઓછી સ્થિર ધાતુના છિદ્રાળુ મેટ્રિક્સમાં બંધ હોય છે. ખૂબ મોટા સપાટી વિસ્તારો આમ ખૂબ જ મર્યાદિત જગ્યામાં ઉદ્ભવે છે, જે આ નેનોકોમ્પોઝીટ્સને ઉત્પ્રેરક તરીકે ઉપયોગમાં લેવાની મંજૂરી આપે છે. તેઓ ખાસ કરીને ઝડપી અને કાર્યક્ષમ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને અસર કરે છે.
ડૉ. ડારિયા એન્ડ્રીવા સાથે, સંશોધકો પ્રો. ડૉ. એન્ડ્રેસ ફેરી, ડૉ. નિકોલસ પાઝોસ-પેરેઝ અને જાના શેફરહાન્સ, ભૌતિક રસાયણશાસ્ત્ર II વિભાગના પણ, સંશોધન પરિણામોમાં યોગદાન આપ્યું. ગોલ્મમાં મેક્સ પ્લાન્ક ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ કોલોઇડ્સ એન્ડ ઇન્ટરફેસ, હેલ્મહોલ્ટ્ઝ-ઝેન્ટ્રમ બર્લિન ફર મટિરિયલિયન અંડ એનર્જી જીએમબીએચ અને મિન્સ્કમાં બેલારુસિયન સ્ટેટ યુનિવર્સિટીમાં તેમના સાથીદારો સાથે, તેઓએ તેમના નવીનતમ પરિણામો જર્નલમાં પ્રકાશિત કર્યા છે. “નેનોસ્કેલ”.

અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર UIP1000hd મેટલ્સના નેનો-સ્ટ્રક્ચરિંગ માટે
સંદર્ભ:
- સ્કોર્બ, એકટેરીના વી.; ફિક્સ, દિમિત્રી; શુકિન, દિમિત્રી જી.; મોહવાલ્ડ, હેલ્મુથ; સ્વિરિડોવ, દિમિત્રી વી.; મૌસા, રામી; વાન્ડરકા, નેલિયા; શેફરહાન્સ, જાના; પાઝોસ-પેરેઝ, નિકોલસ ; ફેરી, એન્ડ્રેસ; એન્ડ્રીવા, ડારિયા વી. (2011): મેટલ સ્પોન્જની સોનોકેમિકલ રચના. નેનોસ્કેલ – એડવાન્સ ફર્સ્ટ 3/3, 2011. 985-993.
- વિસ્લર, ક્રિશ્ચિયન (2011): અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ કરીને અત્યંત ચોક્કસ નેનોસ્ટ્રક્ચરિંગ: છિદ્રાળુ ધાતુઓ બનાવવાની નવી પ્રક્રિયા. Blick in die Forschung. Mitteilungen der Universität Bayreuth 05, 2011.
વધુ વૈજ્ઞાનિક માહિતી માટે, કૃપા કરીને સંપર્ક કરો: ડૉ. ડારિયા એન્ડ્રીવા, ડિપાર્ટમેન્ટ ઑફ ફિઝિકલ કેમિસ્ટ્રી II બાયરેથ યુનિવર્સિટી, 95440 બાયરેથ, જર્મની – ફોન: +49 (0) 921 / 55-2750
ઇમેઇલ: daria.andreeva@uni-bayreuth.de
જાણવા લાયક હકીકતો
અલ્ટ્રાસોનિક ટીશ્યુ હોમોજેનાઇઝર્સને ઘણીવાર પ્રોબ સોનિકેટર, સોનિક લાઇઝર, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ડિસપ્ટર, અલ્ટ્રાસોનિક ગ્રાઇન્ડર, સોનો-રપ્ટર, સોનીફાયર, સોનિક ડિસેમ્બ્રેટર, સેલ ડિસપ્ટર, અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર અથવા ડિસોલ્વર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. સોનિકેશન દ્વારા પરિપૂર્ણ કરી શકાય તેવી વિવિધ એપ્લિકેશનોમાંથી વિવિધ શરતોનું પરિણામ આવે છે.
- મિશ્રણ
- પ્રવાહી મિશ્રણ
- વિખેરવું
- ડિગગ્લોમેરેશન
- વેટ-મિલીંગ
- ડીગેસિફિકેશન
- ઓગળવું
- નિષ્કર્ષણ
- ટીશ્યુ હોમોજેનાઇઝેશન
- સોનો-ફ્રેગમેન્ટેશન
- આથો
- શુદ્ધિકરણ
- સોનો-સંશ્લેષણ
- sono-catalysis
- વરસાદ
- સોનો-લીચિંગ
- અધોગતિ