ದ್ರಾವಣ ದಹನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ

ವಿಕಿಪೀಡಿಯ ಇಂದ
Jump to navigation Jump to search

ನ್ಯಾನೊ ಎಂಬುದು ಇಂದಿನ ವಿಜ್ಞಾನ ಯುಗದ ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಚಲಿತದಲ್ಲಿರುವ ಪದ ಹಾಗು ಆಧುನಿಕ ವಿಜ್ಞಾನದ ಸೊಗಡು. ನ್ಯಾನೊವಸ್ತುಗಳ ವಿಜ್ಞಾನವು ನ್ಯಾನೊ ಸಾಮಾಗ್ರಿಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆ, ಅವುಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಅಳತೆಯ ಕಾರಣದಿಂದ ಅವುಗಳು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ಅಸಾಧಾರಣವಾದ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ. ನ್ಯಾನೊ ವಸ್ತುಗಳು ದುಂಡಾಗಿರಬಹುದು, ತಂತಿಯಂತಿರಬಹುದು, ಕೊಳವೆಯಾಕಾರದ್ದಾಗಿರಬಹುದು, ತೆಳುಹಾಳೆ ಅಥವಾ ತಗಡಿನಂತಿರಬಹುದು. ನ್ಯಾನೊವಸ್ತುಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ರೋಮನ್ನರ ಕಾಲದಿಂದಲೂ ಗುರುತಿಸಬಹುದು. ಇಷ್ಟು ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯುಳ್ಳ ನ್ಯಾನೊವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವ ವಿವಿಧ ವಿಧಾನಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಗಮನ ಸೆಳೆಯುತ್ತವೆ. ಮೂಲದಲ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ವಿಧಾನಗಳಿವೆ ಅವುಗಳೆಂದರೆ ಭೌತಿಕ ಹಾಗು ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಧಾನಗಳು. ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಧಾನಗಳಾದ ಜಲೋಷ್ಣ (Hydrothermal)[೧][೨], ಸಾಲ್-ಜೆಲ್, ಸಹ-ಒತ್ತರಿಸುವಿಕೆ (Co-precipitation)[೩], ದ್ರಾವಣ ದಹನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ (Solution Combustion Synthesis)[೪][೫][೬] ವಿಧಾನಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಚಲಿತದಲ್ಲಿವೆ.

ದ್ರಾವಣ ದಹನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣ ವಿಧಾನದ ಪರಿಚಯ[ಬದಲಾಯಿಸಿ]

ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬೆಂಗಳೂರಿನಲ್ಲಿರುವ ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆಯ (IISc) ನಿರವಯನ ಮತ್ತು ಭೌತ ರಸಾಯನ ಶಾಸ್ತ್ರ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ ವಿಜ್ಞಾನಿಯಾಗಿದ್ದ ಪ್ರೊ. ಕೆ.ಸಿ. ಪಾಟೀಲರು ಆಕಸ್ಮಿಕವಾಗಿ ಕಂಡುಹಿಡಿದರು, ಈ ವಿಧಾನವು ವೆಟ್ ಕೆಮಿಕಲ್ ವಿಧಾನವಾಗಿದ್ದು ಉಷ್ಣಕ್ಷೇಪಕ (Exothermic) ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಲೋಹದ ನೈಟ್ರೇಟ್‍ಗಳು ಹಾಗು ಸಾವಯವ ಇಂಧನಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ತಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ ಬಳಸಲ್ಪಡುವ ಹಲವಾರು ಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅಲ್ಲದ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಸಹಕಾರಿಯಾಗಿದೆ. ಈಗಾಗಲೇ ಸಾವಿರಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚು ನ್ಯಾನೊಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಈ ವಿಧಾನದಿಂದ ತಯಾರಿಸಿರುತ್ತಾರೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಬೇರೆ ವಿಧಾನಗಳಿಗಿಂತ ದ್ರಾವಣ ದಹನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣ ವಿಧಾನವು ಹೆಚ್ಚು ಆಸಕ್ತಿದಾಯಕವಾಗಿರಲು ಕಾರಣ, ಈ ವಿಧಾನದ ಸರಳತೆ, ಸಮಯ ಉಳಿತಾಯ, ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆ ಮತ್ತು ವಿಸ್ತಾರವಾದ ತಾಂತ್ರಿಕ ಉಪಯೋಗಗಳು. ದ್ರಾವಣ ದಹನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಲೋಹದ ಆಕ್ಸೈಡ್ ನ್ಯಾನೊಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನೇ ತಯಾರಿಸುತ್ತಾರೆ ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣ, ಅತೀ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಸಮೃದ್ಧವಾಗಿ ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ದೊರೆಯುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚಾದ ದೃಢತೆ ಹಾಗು ಅತೀ ಹೆಚ್ಚಾದ ಭೌತಿಕ ಸ್ಥಿರಾಂಕ ಮಿಲಿಯನ್ ಗಟ್ಟಲೆ ಹೇರಳವಾಗಿ ಆಕ್ಸೈಡ್‍ಗಳು ಗೊತ್ತಿರುವಿಕೆ. ವಿಸ್ತಾರವಾದ ತಾಂತ್ರಿಕ ಉಪಯೋಗಗಳು. ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ತಾಂತ್ರಿಕ ಉಪಯೋಗಗಳು.

ದ್ರಾವಣ ದಹನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ವಿಧಗಳು[ಬದಲಾಯಿಸಿ]

ದ್ರಾವಣ ದಹನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ರೇಖಾಪಟ
ದಹನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ವಿವಿಧ ಹಂತಗಳು
  1. ಸ್ಮೋಲ್ಡ್ರಿಂಗ್ ವಿಧವಾದ ದಹನ (ಕಡಿಮೆ ತಾಪ)
  2. ಫ಼್ಲೇಮಿಂಗ್ ವಿಧವಾದ ದಹನ (ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪ)
  3. ಸ್ಪೋಟನ ವಿಧವಾದ ದಹನ (ತಾಪ ಅನಿಯಂತ್ರಣ)

ಈ ವಿಧಾನದ ಕೆಲವು ಅನನ್ಯತೆಗಳು[ಬದಲಾಯಿಸಿ]

  1. ದಹನದ ಸಮಯ: 60-90 ಸೆಕೆಂಡುಗಳು
  2. ಬೆಂಕಿಯ ತಾಪ: ~1500 °C
  3. ಬುರುಗು ಸಾಂದ್ರತೆ: 2.72/300~0.009
  4. ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ರದೇಶ: 8 m2/g
  5. ಸಾಮಾನ್ಯ ಕಣ ಗಾತ್ರ: 4 ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್

ದ್ರಾವಣ ದಹನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಇಂಧನದ ಪಾತ್ರ[ಬದಲಾಯಿಸಿ]

ಈ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ಇಂಧನಗಳು ಮಹತ್ವದ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಇಂಧನಗಳು ಇಂಗಾಲ (Carbon) ಮತ್ತು ಜಲಜನಕದ (Hydrogen) ಮೂಲ ಹಾಗು ಅವುಗಳು ದಹಿಸಿ ತಾಪವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆಗೊಳಿಸುವವು. ಇವುಗಳು ಲೋಹದ ಅಯಾನುಗಳೊಂದಿಗೆ ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ ಉಂಟುಮಾಡುವವು ಮತ್ತು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಧನ ಅಯಾನುಗಳು ಸಮರೂಪ ಮಿಶ್ರಣಗೊಳ್ಳಲು ಸಹಾಯಕಾರಿಯಾಗುತ್ತವೆ. ನ್ಯಾನೊಪದಾರ್ಥಗಳ ಸ್ವರೂಪ ಹಾಗು ಹಲವು ಪ್ರಮುಖ ಗುಣಗಳು ಇಂಧನ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತವೆ[೭]. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಸತುವಿನ ಆಕ್ಸೈಡ್ ನ್ಯಾನೊಕಣಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ಸ್ವರೂಪವು ಇಂಧನ ಬದಲಾದಂತೆ ಸ್ವರೂಪವೂ ಬದಲಾಗುವುದು.

ದ್ರಾವಣ ದಹನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಅನುಕೂಲಗಳು[ಬದಲಾಯಿಸಿ]

  1. ವಾಡಿಕೆ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿನ ಉಷ್ಣಾಂಶಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣಾಂಶ
  2. ಸರಳ ಮತ್ತು ಚುರುಕಾದ ವಿಧಾನ
  3. ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಅವಧಿ
  4. ಇಂಪ್ಯುರಿಟಿ ಅಯಾನನ್ನು ಬೇಕಾದ ಮೊತ್ತದಲ್ಲಿ ಡೋಪ್ ಮಾಡಬಹುದಾದ ವಿಧಾನ
  5. ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಮರೂಪತೆ

ದ್ರಾವಣ ದಹನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಿಂದ ತಯಾರಿಸಿದ ಸ್ಪಟಿಕದಂಥ ನ್ಯಾನೊ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಉಪಯೋಗಗಳು[ಬದಲಾಯಿಸಿ]

ದ್ರಾವಣ ದಹನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಿಂದ ತಯಾರಿಸಿದ ಸ್ಪಟಿಕದಂಥ ನ್ಯಾನೊ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಉಪಯೋಗಗಳು

ಈ ವಿಧಾನದಿಂದ ತಯಾರಿಸಿದ ನ್ಯಾನೊ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಗಳು ಹಲವಾರು ಉಪಯುಕ್ತ ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಅಪಘರ್ಷಕವಾಗಿ, ಗಾಳಿ ಮತ್ತು ನೀರು ಮಾಲಿನ್ಯ ನಿಯಂತ್ರಣಕ್ಕಾಗಿ ಹಾಗು ಮತ್ತಿತ್ತರ ಉಪಯೋಗಗಳಿಗೆ ಬಳಸುತ್ತಾರೆ.

ಉಲ್ಲೇಖಗಳು[ಬದಲಾಯಿಸಿ]

  1. Hayashi, Hiromichi; Hakuta, Yukiya. "Hydrothermal Synthesis of Metal Oxide Nanoparticles in Supercritical Water". Materials. 3: 3794-3817. doi:10.3390/ma3073794. 
  2. Baruwati, Babita; Kumar, D. Kishore; Manorama, Sunkara V. "Hydrothermal synthesis of highly crystalline ZnO nanoparticles: A competitive sensor for LPG and EtOH". Sensors and Actuators B. 119: 676–682. doi:10.1016/j.snb.2006.01.028. 
  3. Wu, Shen; Sun, Aizh; Zhai, Fuqiang. "Fe3O4 magnetic nanoparticles synthesis from tailings by ultrasonic chemical co-precipitation". Materials Letters. 65: 1882–1884. doi:10.1016/j.matlet.2011.03.065. 
  4. Mimani, T; Patil, K.C. "SOLUTION COMBUSTION SYNTHESIS OF NANOSCALE OXIDES AND THEIR COMPOSITES". Mater.Phys.Mech. 4: 134-137. 
  5. Kingsley, J.J.; Patil, K.C. "A novel combustion process for the synthesis of fine particle α-alumina and related oxide materials". Materials Letters. 6 (11): 427-432. doi:10.1016/0167-577X(88)90045-6. 
  6. Raveendra, R. S.; Prashanth, P. A.; Hari Krishna, R.; Bhagya, N.P.; Nagabhushana, B.M.; Raja Naika, H.; Linaraju, K.; Nagabhushana, H.; Daruka prasad, B. "Synthesis, structural characterization of nano ZnTiO3 ceramic: An effective azo dye adsorbent and antibacterial agent". Journal of Asian Ceramic Societies. 2 (4): 357–365. doi:10.1016/j.jascer.2014.07.008. 
  7. Raveendra, R.S.; Prashanth, P.A.; Nagabhushana, B.M. "Study on the effect of fuels on phase formation and morphology of combustion derived α-Al2O3 and NiO nanomaterials". Adv. Mater. Lett. 7 (3): 216-220. doi:10.5185/amlett.2016.6202.