ফিলার যোগ না করে কীভাবে ক্যালসিয়াম কার্বনেট ব্যবহার করা যেতে পারে?

সুপারহাইড্রোফোবিক সারফেসগুলি তাদের অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে জলরোধী, অ্যান্টি-ফোগ, স্ব-পরিষ্কার, জারা প্রতিরোধ, অ্যান্টি-আইসিং এবং প্রবাহ প্রতিরোধের হ্রাসের মতো বিভিন্ন ক্ষেত্রে প্রয়োগের বিস্তৃত পরিসর রয়েছে। তা সত্ত্বেও, কম খরচে, কম বিষাক্ততা, সহজে প্রয়োগ করা এবং টেকসই সুপারহাইড্রোফোবিক আবরণ তৈরি করা একটি চ্যালেঞ্জ।

প্রকৃতিতে, উচ্চতর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং সাধারণ উপাদান সহ প্রচুর পরিমাণে ক্যালসিয়াম কার্বনেট উপাদান রয়েছে যা বিজ্ঞানীদের মধ্যে ব্যাপক আগ্রহ সৃষ্টি করেছে। ক্যালসিয়াম কার্বনেটের নিউক্লিয়েশন এবং বৃদ্ধির প্রক্রিয়ার উপর গভীর গবেষণার উপর ভিত্তি করে, বায়োমিনারলাইজেশনের নিয়ন্ত্রণ অর্জিত হয়েছে, যা অ্যান্টি-ফাউলিং, অ্যান্টি-স্কেলিং, স্ব-পরিষ্কার এবং তেল-জল পৃথকীকরণের মতো ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করেছে।

অসংখ্য গবেষণায় দেখা গেছে যে নিম্ন পৃষ্ঠের শক্তি এবং রুক্ষ গঠন হল সুপারহাইড্রোফোবিসিটি প্রভাবিত করার প্রধান কারণ এবং এইগুলি সর্বদাই ক্যালসিয়াম কার্বনেট পরিবর্তন প্রযুক্তিতে প্রধান গবেষণার বিষয়। সহজ কথায়, ক্যালসিয়াম কার্বনেটের পরিবর্তনের দিকটি হল পৃষ্ঠের শক্তি হ্রাস করা এবং বিচ্ছুরণযোগ্যতা বজায় রাখা, হাইড্রোফোবিসিটি নিশ্চিত করার জন্য যোগাযোগের কোণ বৃদ্ধি করা।

কার্যকরী আবরণের জন্য কোন ধরনের ক্যালসিয়াম কার্বনেট বেশি উপযুক্ত? আমি কিভাবে এটি সংশোধন করতে পারি? প্রকৃত ফলাফল কি?

গু ওয়েইলে ও তার সহযোগীরা ক্যালসিয়াম কার্বনেট পাউডারের দুটি ভিন্ন স্ফটিক রূপ সংশ্লেষণ করেন, যা পরবর্তীতে একটি সুপারহাইড্রফোবিক আবরণ তৈরির জন্য কম পৃষ্ঠশক্তির পলিডাইমিথাইলসিলোক্সেন (PDMS)-এর সাথে মিশ্রিত করা হয়। এগুলোর স্ব-পরিষ্কারক ক্ষমতা এবং অভিঘাত প্রতিরোধ ক্ষমতা পরীক্ষা করা হয়েছিল। পরীক্ষায় দেখা গেছে যে, যখন সোডিয়াম স্টিয়ারেট (NaSt) এবং সোডিয়াম ওলিয়েট (NaOL) সারফ্যাক্ট্যান্টের মাত্রা ৫১TP৩T হয়, তখন ক্যালসিয়াম কার্বনেটের পরিবর্তন প্রভাব এবং জলবিকর্ষিতা সবচেয়ে ভালো হয়। ৫১TP৩T সোডিয়াম স্টিয়ারেট দ্বারা পরিবর্তিত অ্যারাগোনাইট ধরনের ক্যালসিয়াম কার্বনেটের সংস্পর্শ কোণ হলো ১২৭.৫°, এবং ৫১TP৩T সোডিয়াম ওলিয়েট দ্বারা পরিবর্তিত ক্যালসাইট ধরনের ক্যালসিয়াম কার্বনেটের সংস্পর্শ কোণ হলো ১১৫.৪°। আবরণের জলবিকর্ষিতার উপর বিভিন্ন পরিমাণে স্ফটিকাকার ক্যালসিয়াম কার্বনেটের প্রভাব নিয়ে আরও গবেষণা করা হয়, যেখানে ক্যালসাইট এবং অ্যারাগোনাইট ধরনের ক্যালসিয়াম কার্বনেট আবরণের জন্য সংস্পর্শ কোণ ছিল যথাক্রমে ১৫১.৪° এবং ১৫৩.২°। অবশেষে, সুপারহাইড্রফোবিক কোটিংগুলির স্ব-পরিষ্কারক এবং অভিঘাত প্রতিরোধ ক্ষমতা মূল্যায়ন করা হয়েছিল। ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, ৫০০ মিলি জলের ফোঁটার অভিঘাত পরীক্ষার পরেও, দুটি ক্রিস্টালাইন ক্যালসিয়াম কার্বনেট সুপারহাইড্রফোবিক কোটিং-এর সংস্পর্শ কোণ ১৪০°-এর উপরে ছিল, যা তাদের চমৎকার জলবিকর্ষিতা বজায় রাখে।.

চেং ইউয়ান এবং তার দল ক্যালসিয়াম কার্বনেট হুইস্কার (CCWs) এবং ন্যানো ক্যালসিয়াম কার্বোনেট (CCNPs) ফিলার হিসাবে পাউডার পৃষ্ঠের পরিবর্তন, আবরণ অনুপাতের অপ্টিমাইজেশন, "প্রাইমার টপকোট" এর রেফারেন্স এবং লেপ নির্মাণ প্রযুক্তিতে পলিশিং পদ্ধতির মাধ্যমে সুপারহাইড্রোফোবিক আবরণ প্রস্তুত করতে ব্যবহার করেছে। . গবেষণায় দেখা গেছে যে যখন 15টি ঘর্ষণ চক্রের শিকার হয়, তখন আবরণের যোগাযোগের কোণ 153.88 ° পৌঁছাতে পারে এবং ঘূর্ণায়মান কোণ 9.20 ° পৌঁছাতে পারে। লেপটির চমৎকার স্ব-পরিষ্কার ক্ষমতা রয়েছে এবং সহজেই মেরামত করা যায়।

ক্যালসিয়াম কার্বনেট কার্যকরী আবরণ কোন স্তর প্রয়োগ করা যেতে পারে?

ফাইবার

বর্জ্য পলিমাইড ফাইবার ব্যবহার করে ভেজা আবরণ প্রযুক্তি হল প্রলিপ্ত টেক্সটাইল যেমন ট্রেডমার্ক বোনা টেপ প্রস্তুত করার প্রধান পদ্ধতি এবং পলিমাইড ফাইবারগুলির শারীরিক পুনর্ব্যবহার করার জন্য এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ উপায়। এটার কম উৎপাদন খরচ এবং চমৎকার পণ্য কর্মক্ষমতা আছে. ক্যালসিয়াম কার্বনেট হল একটি সস্তা, অ-বিষাক্ত, এবং নিরীহ অজৈব পাউডার যা সাধারণত পলিমাইড বর্জ্য ফাইবারগুলির ভিজা আবরণ প্রযুক্তিতে ফিলার হিসাবে ব্যবহৃত হয়, যা ট্রেডমার্ক বোনা টেপের পৃষ্ঠের আবরণের বেধ, শুভ্রতা এবং শক্তি বাড়াতে পারে।

লেই পেংফেই এট আল। পলিমাইড ভেজা আবরণের জন্য ক্যালসিয়াম কার্বনেট আবরণ ফিলার প্রস্তুত করতে ওলিক অ্যাসিড ইন-সিটু সংশ্লেষণ পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছে। আবরণ ফিল্মের যোগাযোগের কোণ 8.29 ° কমেছে, প্রলিপ্ত ফ্যাব্রিকের কালি দৈর্ঘ্য 10.42 মিমি কমেছে এবং প্রলিপ্ত কাপড়ের pH মান 7.27 এ কমেছে। কালি শোষণ উন্নত ছিল, এবং pH মান টেক্সটাইল নিরাপত্তা মানগুলির সাথে সঙ্গতিপূর্ণ ছিল।

জিয়াং জিকাং এট আল। পরিবর্তিত ক্যালসিয়াম কার্বোনেট গ্রাফ্ট করার জন্য একটি সিন্থেটিক মডিফায়ার DOPO ব্যবহার করে, পরিষ্কার এবং তুলতুলে আবরণ ছিদ্রযুক্ত কাঠামোর সাথে পলিমাইড আবরণে অভিন্ন বিচ্ছুরণ অর্জন করে। আর্দ্র পরিবেশে প্রলিপ্ত ফ্যাব্রিকের pH হল 7.02, যা পরিবেশগত প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে। কালি শোষণের সময় 89 সেকেন্ড, কালি দৈর্ঘ্য 53.4 মিমি, মুদ্রিত বারকোড পরিষ্কার এবং ভাঙ্গন মুক্ত, এবং রেটিং একটি A স্তরে পৌঁছেছে।

চেন ঝিজি এট আল। কাপলিং মডিফায়ারে সিলিকন ফসফরাস শিখা প্রতিরোধক উপাদান ব্যবহার করে বিচ্ছুরণ উন্নত করতে এবং ফ্যাব্রিকের উপর একটি মসৃণ এবং সমতল, ছিদ্রযুক্ত এবং পাতলা পলিমাইড আবরণ তৈরি করে এটিকে শিখা প্রতিরোধক ফাংশন প্রদান করে। গবেষণায় দেখা গেছে যে পরিবর্তিত ক্যালসিয়াম কার্বনেটের ভাল লাইপোফিলিসিটি রয়েছে এবং এর পলিমাইড 6 প্রলিপ্ত ফ্যাব্রিকের একটি ভাল শিখা প্রতিরোধী প্রভাব রয়েছে।

কংক্রিট

সারফেস লেপ প্রযুক্তি কংক্রিটের স্থায়িত্ব উন্নত করার জন্য একটি কার্যকর পরিমাপ, এবং জলরোধী, অ্যান্টি-আইসিং এবং স্ব-পরিষ্কার বৈশিষ্ট্য সহ সুপারহাইড্রোফোবিক আবরণ বর্তমানে গবেষণার অন্যতম হটস্পট।

জু হুয়াফেং এট আল। কংক্রিটের পৃষ্ঠে ক্যালসিয়াম কার্বনেট খনিজকরণ প্ররোচিত করতে এবং ন্যানো সিলভারে রূপালী আয়ন হ্রাস করতে পলিডোপামিন ব্যবহার করে, যাতে মাইক্রো ন্যানো কম্পোজিট রুক্ষ কাঠামো তৈরি করা যায়। তারা হাইড্রোফোবিক ক্রিয়াশীল ক্যালসিয়াম কার্বনেট বায়োমিমেটিক সুপারহাইড্রোফোবিক আবরণ প্রাপ্ত করার জন্য নিম্ন পৃষ্ঠের শক্তি সিলেন দিয়ে তাদের সংশোধন করে। ফলাফলগুলি দেখায় যে উভয় স্বাভাবিক এবং সিমুলেটেড সমুদ্রের জলের পরিবেশে, যৌগিক আবরণ নমুনার জল শোষণের পরিমাণ যথাক্রমে 90.3% এবং 93.44% দ্বারা অপরিশোধিত নমুনার তুলনায় হ্রাস পেয়েছে, যা ভাল জলরোধী এবং অভেদ্য বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। 5 মিটারের সমতুল্য দূরত্বের জন্য স্যান্ডপেপার পৃষ্ঠে যৌগিক আবরণের নমুনার বারবার ঘর্ষণ করার পরে, আবরণটির যোগাযোগের কোণ এখনও 140 °-এর বেশি, শুধুমাত্র 6.87% হ্রাসের সাথে, ভাল পরিধান প্রতিরোধের প্রদর্শন করে।

বহিরঙ্গন বেলেপাথর ভবনগুলির ক্ষয়-বিরোধী এবং দূষণ প্রতিরোধের উন্নতি করার জন্য, ওয়েন ইয়াপিং এট আল। ক্যালসিয়াম কার্বনেট ভিত্তিক ফ্যাটি অ্যাসিড পরিবর্তিত আবরণকে সংশ্লেষিত করে ক্যালসিয়াম কার্বোনেটকে ভিত্তি উপাদান হিসেবে এবং ফ্যাটি অ্যাসিডকে হাইড্রোফোবিক পরিবর্তনকারী উপাদান হিসেবে তরল পর্যায়ে বিক্রিয়ার মাধ্যমে ব্যবহার করে। গবেষণায় দেখা গেছে যে অক্টাডেকানোয়িক অ্যাসিড পরিবর্তিত ভ্যাটেরাইট ক্যালসিয়াম কার্বোনেটের গড় দানার আকার তুলনামূলকভাবে বড় (31nm), এবং বেলেপাথরের পৃষ্ঠের রুক্ষতা ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। হাইড্রোফোবিক কোণ 119 ° পৌঁছাতে পারে, দূষণ প্রতিরোধের মাত্রা 5, এবং জল শোষণের হার মাত্র 1.0%। অপরিবর্তিত আবরণ চিকিত্সা করা বেলেপাথরের নমুনার সাথে তুলনা করে, এটি কার্যকরভাবে বেলেপাথরের পৃষ্ঠের দূষণ প্রতিরোধের উন্নতি করে।

গ্লাস

ইউয়ান ঝিকিং এট আল। সুপারহাইড্রোফোবিক আবরণের উপর ভিত্তি করে পলিডাইমিথাইলসিলোক্সেন (PDMS)/CaCO3 প্রস্তুত করার জন্য একটি সহজ এবং সম্ভাব্য পদ্ধতি তৈরি করেছে। প্রাপ্ত আবরণটি বিভিন্ন স্তরে প্রয়োগ করা যেতে পারে, যেমন ক্রাফ্ট পেপার, গ্লাস স্লাইড এবং কপার প্লেট। একটি কাচের স্তরের উপর আবরণ এবং ঘরের তাপমাত্রায় শুকানোর পরে, আবরণ পৃষ্ঠের যোগাযোগের কোণ 160 ° পৌঁছাতে পারে এবং স্লাইডিং কোণটি 3 ° এর কম। শিয়ার পরীক্ষা দেখায় যে সুপারহাইড্রোফোবিক P3 আবরণে উচ্চ যান্ত্রিক শিয়ার প্রতিরোধ এবং আনুগত্য রয়েছে এবং এটি একটি স্থিতিশীল সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠ পেতে পারে। বহিরঙ্গন পরীক্ষায় দেখা গেছে যে সিলিকন রজন এবং স্টিয়ারিক অ্যাসিডের সাথে পরিবর্তিত ক্যালসিয়াম কার্বোনেট ব্যবহার করে স্ব-পরিষ্কার আবরণ তৈরি করা কাচের প্যানেলের স্বচ্ছতা 85% এর বেশি ধরে রাখতে পারে, যার যোগাযোগের কোণ প্রায় 110 ° এবং ভাল কুয়াশা প্রতিরোধী কার্যক্ষমতা। 4 মাসের জন্য বাইরে উন্মুক্ত হওয়ার পরে, স্ব-পরিষ্কার কার্যকারিতা মূলত ক্ষতিগ্রস্ত হয় না।

ধাতু

বর্তমানে, ওয়াল প্যানেল উপকরণের স্ব-পরিষ্কারক আচরণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ একটি বিষয়, এবং এই স্ব-পরিষ্কারক আচরণ সাধারণত হাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠতল তৈরির মাধ্যমে অর্জন করা যায়। লিউ চ্যাংইয়াং ও তার সহযোগীরা ম্যাগনেসিয়াম নিওডাইমিয়াম সংকর ধাতুর পৃষ্ঠে প্রায় ২০ মাইক্রন পুরু ক্যালসিয়াম কার্বোনেট ফিল্মের একটি স্তর সুষমভাবে জমা করেন, যা ক্লোরাইড আয়নযুক্ত কৃত্রিম কংক্রিটের ছিদ্রস্থ তরলে সংকর ধাতুটির ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করে। প্রলেপযুক্ত নমুনাগুলির রাসায়নিক পরিবর্তনের জন্য পারফ্লুরোডেসিলট্রাইইথোক্সিসিলেনের ব্যবহার তাদের স্ব-পরিষ্কারক ক্ষমতা বাড়াতে পারে।.

বর্তমানে, প্যাকেজিং, টেবিলওয়্যার, বিল্ডিং উপকরণ, পরিবেশ বান্ধব উপকরণ, টেক্সটাইল, আবরণ, ফার্মাসিউটিক্যালস ইত্যাদির মতো অনেক ক্ষেত্রে ক্যালসিয়াম কার্বনেট কার্যকরী আবরণের প্রয়োগের ঘটনা ঘটেছে। খরচ হ্রাস এবং উদ্যোগে দক্ষতার উন্নতির জন্য ক্রমবর্ধমান চাহিদার সাথে, ক্যালসিয়াম কার্বনেট কার্যকরী আবরণ প্রয়োগ ভবিষ্যতে ক্রমবর্ধমান ব্যাপক হয়ে উঠবে, এবং প্রয়োগ প্রযুক্তি ধীরে ধীরে পরিপক্ক হবে।