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अवशिष्ट प्लास्टिक से इलेक्ट्रानिक उपकरण

प्रदूषण दूर कर बेहतर उपलब्धि का एक कदम और


  • कचड़े के निष्पादन की नई तकनीक

  • पीईडीओटीः पीएसएस इसका प्रमुख हिस्सा

  • सल्फोनेशन की प्रक्रिया से हासिल होगा यह


राष्ट्रीय खबर

 

रांचीः अपशिष्ट स्टायरोफोम को अब इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए पॉलिमर में बदला जा सकता है। डेलावेयर विश्वविद्यालय और आर्गन नेशनल लेबोरेटरी ने एक रासायनिक प्रतिक्रिया विकसित की है जो स्टायरोफोम को पीईडीओटीः पीएसएस नामक उच्च-मूल्य वाले संवाहक पॉलिमर में बदल सकती है।

एक नए शोधपत्र में, अध्ययन दर्शाता है कि कैसे उन्नत प्लास्टिक कचरे को सिलिकॉन-आधारित हाइब्रिड सौर सेल और कार्बनिक इलेक्ट्रोकेमिकल ट्रांजिस्टर सहित कार्यात्मक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सफलतापूर्वक शामिल किया जा सकता है।

यूडी के कॉलेज ऑफ इंजीनियरिंग में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग विभाग में सहायक प्रोफेसर और कला और विज्ञान कॉलेज में रसायन विज्ञान और जैव रसायन विभाग में संयुक्त नियुक्ति के साथ संबंधित लेखक लॉरे कैसर का शोध समूह नियमित रूप से पीईडीओटीः पीएसएस के साथ काम करता है, एक बहुलक जिसमें इलेक्ट्रॉनिक और आयनिक दोनों चालकता होती है, और प्लास्टिक कचरे से इस सामग्री को संश्लेषित करने के तरीके खोजने में रुचि रखता था।

यूडी के शोध कार्यालय द्वारा आयोजित एक कार्यक्रम के दौरान आर्गन केमिस्ट डेविड काफन से जुड़ने के बाद, यूडी और आर्गन की शोध टीमों ने इस परिकल्पना का मूल्यांकन करना शुरू किया कि पीईडीओटीः पीएसएस को पॉलीस्टाइनिन को सल्फोनेट करके बनाया जा सकता है, जो कई प्रकार के डिस्पोजेबल कंटेनरों और पैकिंग सामग्री में पाया जाने वाला एक सिंथेटिक प्लास्टिक है।

सल्फोनेशन एक सामान्य रासायनिक प्रतिक्रिया है जहाँ हाइड्रोजन परमाणु को सल्फोनिक एसिड द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है; इस प्रक्रिया का उपयोग डाई, ड्रग्स और आयन एक्सचेंज रेजिन जैसे कई उत्पादों को बनाने के लिए किया जाता है।

ये प्रतिक्रियाएँ या तो कठोर (उच्च रूपांतरण दक्षता के साथ लेकिन इसके लिए कास्टिक अभिकर्मकों की आवश्यकता होती है) या नरम (एक कम कुशल विधि लेकिन एक जिसमें हल्के पदार्थों का उपयोग होता है) हो सकती हैं।

शोधकर्ताओं ने पहले छोटे अणुओं को सल्फोनेट करने के लिए पिछले अध्ययन में वर्णित विधि का उपयोग किया, जिसने 1,3-डिसल्फोनिक एसिड इमिडाज़ोलियम क्लोराइड का उपयोग करके दक्षता और उपज के मामले में आशाजनक परिणाम दिखाए। लेकिन एक बहुलक पर कार्यात्मक समूहों को जोड़ना एक छोटे अणु की तुलना में अधिक चुनौतीपूर्ण है, शोधकर्ताओं ने समझाया, क्योंकि न केवल अवांछित उपोत्पादों को अलग करना कठिन है, बल्कि बहुलक श्रृंखला में कोई भी छोटी त्रुटि इसके समग्र गुणों को बदल सकती है।

इस चुनौती का समाधान करने के लिए, शोधकर्ताओं ने कई महीनों तक परीक्षण और त्रुटि की, ताकि उन इष्टतम स्थितियों का पता लगाया जा सके जो साइड रिएक्शन को कम करती हैं। तापमान और समय का मूल्यांकन किया कि सल्फोनेशन की उच्च डिग्री प्राप्त करने के लिए कौन सी स्थितियाँ सबसे अच्छी थीं, उन्होंने कहा। शोधकर्ता ऐसी प्रतिक्रिया स्थितियों को खोजने में सक्षम थे, जिसके परिणामस्वरूप उच्च बहुलक सल्फोनेशन, न्यूनतम दोष और उच्च दक्षता हुई, जबकि सभी एक हल्के सल्फोनेटिंग एजेंट का उपयोग करते हुए। और क्योंकि शोधकर्ता पॉलीस्टाइनिन, विशेष रूप से अपशिष्ट स्टायरोफोम को एक प्रारंभिक सामग्री के रूप में उपयोग करने में सक्षम थे, इसलिए उनकी विधि प्लास्टिक अपशिष्ट को पीईडीओटीः पीएसएस में परिवर्तित करने का एक कुशल तरीका भी प्रस्तुत करती है।

एक बार जब शोधकर्ताओं के पास पीईडीओटीः पीएसएस आ गया, तो वे तुलना करने में सक्षम थे कि उनके अपशिष्ट-व्युत्पन्न बहुलक ने व्यावसायिक रूप से उपलब्ध पीईडीओटीः पीएसएस की तुलना में कैसा प्रदर्शन किया। विशिष्ट विश्लेषणों में सतह विश्लेषण सुविधा में एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एक्सपीएस), यूडी नैनोफैब्रिकेशन सुविधा में फिल्म मोटाई विश्लेषण और ऊर्जा रूपांतरण संस्थान में सौर सेल मूल्यांकन शामिल थे। विस्तृत बहुलक अभिलक्षण के लिए आर्गन के उन्नत स्पेक्ट्रोस्कोपी उपकरण, जैसे कार्बन एनएमआर, का उपयोग किया गया। आमतौर पर, पॉलीस्टाइरीन के सल्फोनेशन के लिए, आपको बहुत अधिक कठोर अभिकर्मकों का उपयोग करना पड़ता है। यहाँ, स्टोइकोमेट्रिक अनुपात का उपयोग करने में सक्षम होने का मतलब है कि हम उत्पन्न होने वाले कचरे की मात्रा को कम कर सकते हैं, कोट्सुकोस ने कहा।

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