ભારતીય વૈજ્ઞાનિકોએ બોરોફીન આધારિત પર્યાવરણ-સાનુકૂળ લુબ્રિકન્ટ ટેકનોલોજી વિકસાવી
#GS-3 #સાયન્સ અને ટેકનોલોજી #ઊર્જા #પર્યાવરણ #ટકાઉ વિકાસ #વર્તમાન બનાવો #રાષ્ટ્રીય #વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીમાં ભારતીયોની સિદ્ધિઓ #નેનોમટીરીયલ્સ
શા માટે ચર્ચામાં છે?
- ગુવાહાટી ખાતે આવેલી **ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ એડવાન્સ્ડ સ્ટડી ઇન સાયન્સ એન્ડ ટેકનોલોજી (IASST)** ના વૈજ્ઞાનિકોએ મોટી સફળતા મેળવી છે.
- આ સંસ્થા ભારત સરકારના **વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી વિભાગ (DST)** હેઠળ કામ કરતી સ્વાયત્ત સંસ્થા છે.
- તેમણે ઊર્જાની બચત કરતું લુબ્રિકન્ટ બનાવવા માટે **દિવેલ (કાસ્ટર ઓઈલ)** માં **બોરોફીન** નો ઉપયોગ કરીને બતાવ્યો છે.
બોરોફીન શું છે?
- **બોરોફીન** એ માત્ર **બોરોન અણુઓ** થી બનતું એક અત્યંત પાતળું ટૂ-ડી (2D) નેનોમટીરીયલ છે.
- તેની રચના માત્ર એક અણુ જેટલી પાતળી હોય છે અને તેને **ગ્રાફીન** સમાન માનવામાં આવે છે.
- સામાન્ય બોરોન સેમિકન્ડક્ટર હોય છે, પણ **બોરોફીન** ધાતુની જેમ વીજળી અને ગરમીનું સારું વહન કરે છે.
બોરોફીન કેવી રીતે બને છે?
- ગ્રાફીનની જેમ બોરોફીન કુદરતમાં સીધું મળતું નથી, તેથી તેને પ્રયોગશાળામાં બનાવવું પડે છે.
- વૈજ્ઞાનિકો તેને **કેમિકલ વેપર ડિપોઝિશન (CVD)** અથવા **મોલેક્યુલર બીમ એપીટેક્સી (MBE)** જેવી પદ્ધતિઓથી વેક્યુમમાં તૈયાર કરે છે.
- આ પ્રક્રિયામાં **ચાંદી**, **સોનું** કે **તાંબુ** જેવી ધાતુની સપાટી પર બોરોન ગેસને ગરમ કરીને પાથરવામાં આવે છે.
- ધાતુની આ સપાટી ઇલેક્ટ્રોન આપીને બોરોનના સ્તરને મજબૂત બનાવે છે, જેથી એક નવું રાસાયણિક માળખું તૈયાર થાય છે.
બોરોફીનની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ
- આ મટીરીયલમાં અલગ-અલગ દિશામાં મજબૂતાઈ અને વાહકતા અલગ-અલગ જોવા મળે છે.
- તે ખૂબ જ મજબૂત અને લવચીક છે, જે તેને ભારે દબાણ સહન કરવાની શક્તિ આપે છે.
- મશીન ચાલતી વખતે તે ઘર્ષણ ઘટાડીને સપાટી પર રક્ષણાત્મક પડ બનાવે છે, જેથી મશીનના ભાગો ઘસાતા નથી.
- તેની ખાસ રાસાયણિક રચનાના કારણે તે કોઈ વધારાના રસાયણ વગર પણ **દિવેલ** જેવા તેલમાં સરળતાથી ભળી જાય છે.
લીલા લુબ્રિકન્ટ તરીકે બોરોફીનનો ઉપયોગ
- ફેક્ટરીઓના મશીનોમાં ઘર્ષણ અને ઘસારાના કારણે મોટા પ્રમાણમાં ઊર્જાનો બગાડ થાય છે અને મશીનો બગડી જાય છે.
- **દિવેલ** એ પર્યાવરણને નુકસાન ન પહોંચાડતું કુદરતી તેલ છે, પણ મશીનોમાં તેનો સીધો ઉપયોગ મર્યાદિત રહે છે.
- જો દિવેલમાં ફક્ત **0.1 wt.%** જેટલું **બોરોફીન** ઉમેરવામાં આવે, તો મશીનનું ઘર્ષણ લગભગ **42%** જેટલું ઘટી જાય છે.
- આ મિશ્રણ મશીનના ભાગો પર **લોખંડના ઓક્સાઇડ** અને બોરોન ધરાવતું એક રક્ષણાત્મક પડ બનાવે છે, જે ભારે વજન ઉપાડવામાં મદદ કરે છે.
મુખ્ય ઉપયોગો
- આ ટેકનોલોજી મશીનોનું આયુષ્ય વધારે છે અને વીજળી તથા ઇંધણની બચત કરે છે.
- **અક્ષય ઊર્જા (રિન્યુએબલ એનર્જી)** ના સાધનો અને દરિયાઈ વાહનો માટે આ એક શ્રેષ્ઠ પર્યાવરણ-સાનુકૂળ વિકલ્પ છે.
- તે ભવિષ્યની **બેટરીઓ**, **સુપરકેપેસિટર્સ** અને **હાઇડ્રોજન સ્ટોરેજ** સિસ્ટમ બનાવવા માટે પણ ખૂબ ઉપયોગી છે.
પ્રિલિમ્સ ઇન ફોકસ
- **IASST** સંસ્થા અસમના ગુવાહાટીમાં આવેલી છે અને તે કેન્દ્રીય **વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી વિભાગ (DST)** હેઠળ કામ કરે છે.
- **ગ્રાફીન** કાર્બનમાંથી બને છે, જ્યારે **બોરોફીન** બોરોનમાંથી કૃત્રિમ રીતે બનાવવામાં આવે છે.
- દિવેલ જેવા વનસ્પતિ તેલમાં **બોરોફીન** ઉમેરવાથી ક્રૂડ ઓઇલ આધારિત લુબ્રિકન્ટ પરની નિર્ભરતા ઘટે છે.