टाइटैनिक के डूबने के 100 से अधिक वर्षों के बाद भी, ऐसे जहाज़ों का विचार जो डूब नहीं सकते, इंजीनियरों को प्रेरित करते रहे हैं। रोचेस्टर विश्वविद्यालय के इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिक्स के शोधकर्ताओं ने अब उस लंबे समय से चले आ रहे लक्ष्य की ओर एक महत्वपूर्ण कदम उठाया है। उन्होंने एक ऐसी तकनीक विकसित की है जो सामान्य धातु ट्यूबों को डूबने योग्य नहीं बनाती है – जिसका अर्थ है कि ट्यूब पानी में कितनी देर तक डूबी रहती हैं या कितना नुकसान सहती हैं, इसकी परवाह किए बिना पानी में तैरती रहती हैं।
इस कार्य का नेतृत्व ऑप्टिक्स और भौतिकी के प्रोफेसर और लेजर एनर्जेटिक्स के लिए यूरोचेस्टर की प्रयोगशाला में एक वरिष्ठ वैज्ञानिक चुनलेई गुओ ने किया था। गुओ और उनके सहयोगियों ने प्रकाशित एक अध्ययन में नई पद्धति के बारे में विस्तार से बताया उन्नत कार्यात्मक सामग्री. उनका दृष्टिकोण सूक्ष्म और नैनोस्केल गड्ढे बनाने के लिए एल्यूमीनियम ट्यूबों की आंतरिक सतह को खोदकर संशोधित करने पर केंद्रित है। यह बनावट वाली सतह सुपरहाइड्रोफोबिक हो जाती है, जिससे यह पानी को मजबूती से पीछे हटा देती है और सूखी रहती है।
फँसी हुई हवा डूबने से कैसे रोकती है
जब एक उपचारित ट्यूब को पानी में रखा जाता है, तो इसका जल-विकर्षक आंतरिक भाग हवा की एक स्थिर जेब को पकड़ लेता है। यह फंसी हुई हवा पानी को ट्यूब में भरने से रोकती है, जो इसे भारी होने और डूबने से रोकती है। यह प्रक्रिया डाइविंग बेल मकड़ियों में देखी जाने वाली प्राकृतिक रणनीतियों से मिलती-जुलती है, जो पानी के नीचे हवा के बुलबुले ले जाती हैं, और अग्नि चींटियों में, जो अपने जल प्रतिरोधी शरीर का उपयोग करके तैरते हुए राफ्ट बनाती हैं।
गुओ कहते हैं, “महत्वपूर्ण बात यह है कि हमने ट्यूब के बीच में एक डिवाइडर जोड़ा है ताकि अगर आप इसे पानी में लंबवत धकेलें, तो भी हवा का बुलबुला अंदर फंसा रहे और ट्यूब अपनी तैरने की क्षमता बरकरार रखे।”
कठिन परिस्थितियों में बेहतर स्थिरता
गुओ के अनुसंधान समूह ने पहली बार 2019 में सुपरहाइड्रोफोबिक फ्लोटिंग उपकरणों का प्रदर्शन किया। पहले का डिज़ाइन उछाल पैदा करने के लिए एक साथ सील किए गए दो जल-विकर्षक डिस्क पर निर्भर था। प्रभावी होते हुए भी, अत्यधिक कोणों पर झुके होने पर डिस्क तैरने की अपनी क्षमता खो सकती है। नया ट्यूब-आधारित डिज़ाइन संरचना को सरल बनाता है और बहुत अधिक स्थिरता प्रदान करता है, विशेष रूप से समुद्र की स्थितियों के समान अशांत वातावरण में।
गुओ कहते हैं, “हमने कई हफ्तों तक बेहद कठिन माहौल में उनका परीक्षण किया और पाया कि उनकी उछाल में कोई कमी नहीं आई है।” “आप उनमें बड़े छेद कर सकते हैं, और हमने दिखाया है कि भले ही आप जितने छेद कर सकते हैं उतने छेद वाली ट्यूबों को गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त कर दें, फिर भी वे तैरती रहती हैं।”
फ्लोटिंग राफ्ट से लेकर नवीकरणीय ऊर्जा तक
शोधकर्ताओं ने दिखाया कि राफ्ट बनाने के लिए कई ट्यूबों को जोड़ा जा सकता है, जो जहाजों, प्लवों या तैरते प्लेटफार्मों के लिए नींव के रूप में काम कर सकते हैं। प्रयोगशाला परीक्षणों में, टीम ने विभिन्न लंबाई की ट्यूबों के साथ प्रयोग किया, जो लगभग आधा मीटर तक पहुंचीं। गुओ का कहना है कि डिज़ाइन को भारी भार का सामना करने के लिए पर्याप्त बड़े आकार तक बढ़ाया जा सकता है।
परिवहन और बुनियादी ढांचे से परे, टीम ने यह भी प्रदर्शित किया कि सुपरहाइड्रोफोबिक ट्यूबों से बने राफ्ट चलते पानी से ऊर्जा प्राप्त कर सकते हैं। यह क्षमता तरंगों से बिजली पैदा करने में प्रौद्योगिकी की संभावित भूमिका का सुझाव देती है, जिससे इसकी संभावनाओं की सूची में नवीकरणीय ऊर्जा अनुप्रयोग जुड़ जाता है।
इस परियोजना को नेशनल साइंस फाउंडेशन, बिल एंड मेलिंडा गेट्स फाउंडेशन और यूरोचेस्टर के गोएर्गन इंस्टीट्यूट फॉर डेटा साइंस एंड आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस द्वारा समर्थित किया गया था।
