Nature.com দেখার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ। আপনি যে ব্রাউজার সংস্করণটি ব্যবহার করছেন তাতে সীমিত CSS সমর্থন রয়েছে। সর্বোত্তম অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে একটি আপডেট করা ব্রাউজার ব্যবহার করার পরামর্শ দিচ্ছি (অথবা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে সামঞ্জস্যতা মোড অক্ষম করুন)। ইতিমধ্যে, অব্যাহত সমর্থন নিশ্চিত করার জন্য, আমরা সাইটটিকে স্টাইল এবং জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়াই রেন্ডার করব।
ঐতিহ্যবাহী কম্প্রেসার সিস্টেমের তুলনায় শোষণ রেফ্রিজারেশন সিস্টেম এবং তাপ পাম্পের বাজার অংশ এখনও তুলনামূলকভাবে কম। সস্তা তাপ ব্যবহারের (ব্যয়বহুল বৈদ্যুতিক কাজের পরিবর্তে) বিশাল সুবিধা থাকা সত্ত্বেও, শোষণ নীতির উপর ভিত্তি করে সিস্টেমগুলির বাস্তবায়ন এখনও কয়েকটি নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের মধ্যে সীমাবদ্ধ। যে প্রধান অসুবিধাটি দূর করা প্রয়োজন তা হল কম তাপ পরিবাহিতা এবং শোষণকারীর কম স্থিতিশীলতার কারণে নির্দিষ্ট শক্তি হ্রাস। বর্তমান অত্যাধুনিক বাণিজ্যিক শোষণ রেফ্রিজারেশন সিস্টেমগুলি শীতল ক্ষমতা অপ্টিমাইজ করার জন্য প্রলিপ্ত প্লেট তাপ এক্সচেঞ্জারের উপর ভিত্তি করে শোষণকারীর উপর ভিত্তি করে তৈরি। ফলাফলগুলি সুপরিচিত যে আবরণের পুরুত্ব হ্রাস করলে ভর স্থানান্তর প্রতিবন্ধকতা হ্রাস পায় এবং পরিবাহী কাঠামোর পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল থেকে আয়তনের অনুপাত বৃদ্ধি পায়, দক্ষতার সাথে আপস না করে শক্তি বৃদ্ধি করে। এই কাজে ব্যবহৃত ধাতব তন্তুগুলি 2500-50,000 m2/m3 এর মধ্যে একটি নির্দিষ্ট পৃষ্ঠতল প্রদান করতে পারে। ধাতব তন্তু সহ ধাতব পৃষ্ঠে লবণ হাইড্রেটের খুব পাতলা কিন্তু স্থিতিশীল আবরণ পাওয়ার জন্য তিনটি পদ্ধতি, আবরণ উৎপাদনের জন্য প্রথমবারের মতো একটি উচ্চ শক্তি ঘনত্বের তাপ এক্সচেঞ্জার প্রদর্শন করে। অ্যালুমিনিয়াম অ্যানোডাইজিং-ভিত্তিক পৃষ্ঠ চিকিত্সা আবরণ এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে একটি শক্তিশালী বন্ধন তৈরি করার জন্য বেছে নেওয়া হয়। স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি ব্যবহার করে ফলস্বরূপ পৃষ্ঠের মাইক্রোস্ট্রাকচার বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। পরীক্ষায় কাঙ্ক্ষিত প্রজাতির উপস্থিতি পরীক্ষা করার জন্য হ্রাসকৃত মোট প্রতিফলন ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি এবং শক্তি বিচ্ছুরণকারী এক্স-রে স্পেকট্রোস্কোপি ব্যবহার করা হয়েছিল। সম্মিলিত থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষণ (TGA)/ডিফারেনশিয়াল থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষণ (DTG) দ্বারা হাইড্রেট গঠনের তাদের ক্ষমতা নিশ্চিত করা হয়েছিল। MgSO4 আবরণে 0.07 গ্রাম (জল)/গ্রাম (যৌগিক) এর বেশি নিম্নমানের পাওয়া গেছে, যা প্রায় 60 °C তাপমাত্রায় ডিহাইড্রেশনের লক্ষণ দেখায় এবং পুনরুৎপাদনের পরে পুনরুৎপাদনযোগ্য। SrCl2 এবং ZnSO4 এর সাথেও ইতিবাচক ফলাফল পাওয়া গেছে যার ভর পার্থক্য 100 °C এর নিচে প্রায় 0.02 গ্রাম/গ্রাম। আবরণের স্থায়িত্ব এবং আনুগত্য বৃদ্ধির জন্য হাইড্রোক্সিইথাইলসেলুলোজকে একটি সংযোজক হিসাবে বেছে নেওয়া হয়েছিল। পণ্যগুলির শোষণকারী বৈশিষ্ট্যগুলি একযোগে TGA-DTG দ্বারা মূল্যায়ন করা হয়েছিল এবং ISO2409-এ বর্ণিত পরীক্ষার উপর ভিত্তি করে একটি পদ্ধতি দ্বারা তাদের আনুগত্য চিহ্নিত করা হয়েছিল। CaCl2 আবরণের ধারাবাহিকতা এবং আনুগত্য উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়, একই সাথে 100 °C এর কম তাপমাত্রায় প্রায় 0.1 গ্রাম/গ্রাম ওজনের পার্থক্যের সাথে এর শোষণ ক্ষমতা বজায় থাকে। এছাড়াও, MgSO4 হাইড্রেট গঠনের ক্ষমতা ধরে রাখে, যা 100 °C এর কম তাপমাত্রায় 0.04 গ্রাম/গ্রামের বেশি ভরের পার্থক্য দেখায়। অবশেষে, প্রলিপ্ত ধাতব তন্তুগুলি পরীক্ষা করা হয়। ফলাফলগুলি দেখায় যে Al2(SO4)3 দিয়ে প্রলিপ্ত ফাইবার কাঠামোর কার্যকর তাপ পরিবাহিতা বিশুদ্ধ Al2(SO4)3 এর আয়তনের তুলনায় 4.7 গুণ বেশি হতে পারে। অধ্যয়নকৃত আবরণগুলির আবরণটি দৃশ্যত পরীক্ষা করা হয়েছিল এবং ক্রস সেকশনগুলির একটি মাইক্রোস্কোপিক চিত্র ব্যবহার করে অভ্যন্তরীণ কাঠামো মূল্যায়ন করা হয়েছিল। প্রায় 50 µm পুরুত্বের Al2(SO4)3 এর একটি আবরণ পাওয়া গেছে, তবে আরও অভিন্ন বন্টন অর্জনের জন্য সামগ্রিক প্রক্রিয়াটি অপ্টিমাইজ করতে হবে।
গত কয়েক দশক ধরে শোষণ ব্যবস্থাগুলি প্রচুর মনোযোগ আকর্ষণ করেছে কারণ এগুলি ঐতিহ্যবাহী কম্প্রেশন তাপ পাম্প বা রেফ্রিজারেশন সিস্টেমের পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ বিকল্প প্রদান করে। ক্রমবর্ধমান আরামের মান এবং বিশ্বব্যাপী গড় তাপমাত্রার সাথে, শোষণ ব্যবস্থাগুলি অদূর ভবিষ্যতে জীবাশ্ম জ্বালানির উপর নির্ভরতা হ্রাস করতে পারে। এছাড়াও, শোষণ হিমায়ন বা তাপ পাম্পের যেকোনো উন্নতি তাপ শক্তি সঞ্চয়স্থানে স্থানান্তরিত করা যেতে পারে, যা প্রাথমিক শক্তির দক্ষ ব্যবহারের সম্ভাবনার অতিরিক্ত বৃদ্ধির প্রতিনিধিত্ব করে। শোষণ তাপ পাম্প এবং রেফ্রিজারেশন সিস্টেমের প্রধান সুবিধা হল যে তারা কম তাপ ভর দিয়ে কাজ করতে পারে। এটি তাদের সৌর শক্তি বা বর্জ্য তাপের মতো কম তাপমাত্রার উৎসের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। শক্তি সঞ্চয় অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রে, সংবেদনশীল বা সুপ্ত তাপ সঞ্চয়ের তুলনায় শোষণের উচ্চ শক্তি ঘনত্ব এবং কম শক্তি অপচয়ের সুবিধা রয়েছে।
শোষণ তাপ পাম্প এবং রেফ্রিজারেশন সিস্টেমগুলি তাদের বাষ্প সংকোচনের প্রতিরূপের মতো একই তাপগতিগত চক্র অনুসরণ করে। প্রধান পার্থক্য হল সংকোচকারী উপাদানগুলিকে শোষণকারী দিয়ে প্রতিস্থাপন করা। এই উপাদানটি মাঝারি তাপমাত্রায় নিম্নচাপের রেফ্রিজারেন্ট বাষ্প শোষণ করতে সক্ষম, তরল ঠান্ডা থাকলেও আরও রেফ্রিজারেন্ট বাষ্পীভূত করে। শোষণের এনথ্যালপি (এক্সোথার্ম) বাদ দেওয়ার জন্য শোষণকারীর ক্রমাগত শীতলতা নিশ্চিত করা প্রয়োজন। উচ্চ তাপমাত্রায় শোষণকারী পুনরুত্পাদন করা হয়, যার ফলে রেফ্রিজারেন্ট বাষ্প শোষণ করে। শোষণের এনথ্যালপি (এন্ডোথার্মিক) প্রদানের জন্য উত্তাপ অব্যাহত রাখতে হবে। যেহেতু শোষণ প্রক্রিয়াগুলি তাপমাত্রার পরিবর্তন দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, তাই উচ্চ শক্তি ঘনত্বের জন্য উচ্চ তাপ পরিবাহিতা প্রয়োজন। তবে, বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনে কম তাপ পরিবাহিতাই প্রধান অসুবিধা।
পরিবাহিতার প্রধান সমস্যা হল শোষণ/বিশোষণ বাষ্পের প্রবাহ সরবরাহকারী পরিবহন পথ বজায় রেখে এর গড় মান বৃদ্ধি করা। এটি অর্জনের জন্য সাধারণত দুটি পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়: যৌগিক তাপ এক্সচেঞ্জার এবং প্রলিপ্ত তাপ এক্সচেঞ্জার। সবচেয়ে জনপ্রিয় এবং সফল যৌগিক উপকরণ হল কার্বন-ভিত্তিক সংযোজক ব্যবহার করে, যথা প্রসারিত গ্রাফাইট, সক্রিয় কার্বন, বা কার্বন ফাইবার। অলিভেরা এট আল। 2 ক্যালসিয়াম ক্লোরাইডের সাথে সংমিশ্রিত প্রসারিত গ্রাফাইট পাউডার দিয়ে একটি শোষণকারী তৈরি করে যার নির্দিষ্ট শীতল ক্ষমতা (SCP) 306 ওয়াট/কেজি পর্যন্ত এবং কর্মক্ষমতা সহগ (COP) 0.46 পর্যন্ত। জাজাকজকোস্কি এট আল। 3 15 ওয়াট/এমকে মোট পরিবাহিতা সহ প্রসারিত গ্রাফাইট, কার্বন ফাইবার এবং ক্যালসিয়াম ক্লোরাইডের সংমিশ্রণের প্রস্তাব করেছিলেন। জিয়ান এট আল 4 দুই-পর্যায়ের শোষণ শীতল চক্রে সাবস্ট্রেট হিসাবে সালফিউরিক অ্যাসিড দিয়ে চিকিত্সা করা সম্প্রসারিত প্রাকৃতিক গ্রাফাইট (ENG-TSA) সহ পরীক্ষিত কম্পোজিট। মডেলটি COP 0.215 থেকে 0.285 এবং SCP 161.4 থেকে 260.74 W/kg ভবিষ্যদ্বাণী করেছিল।
এখন পর্যন্ত সবচেয়ে কার্যকর সমাধান হল প্রলিপ্ত তাপ এক্সচেঞ্জার। এই তাপ এক্সচেঞ্জারগুলির আবরণ প্রক্রিয়াগুলিকে দুটি বিভাগে ভাগ করা যেতে পারে: সরাসরি সংশ্লেষণ এবং আঠালো। সবচেয়ে সফল পদ্ধতি হল সরাসরি সংশ্লেষণ, যার মধ্যে উপযুক্ত বিকারক থেকে তাপ এক্সচেঞ্জারের পৃষ্ঠে সরাসরি শোষণকারী পদার্থ তৈরি করা জড়িত। Sotech5 Farnheit GmbH দ্বারা নির্মিত কুলারগুলির একটি সিরিজে ব্যবহারের জন্য প্রলিপ্ত জিওলাইট সংশ্লেষণের জন্য একটি পদ্ধতি পেটেন্ট করেছে। Schnabel et al6 স্টেইনলেস স্টিলের উপর প্রলিপ্ত দুটি জিওলাইটের কর্মক্ষমতা পরীক্ষা করেছেন। যাইহোক, এই পদ্ধতিটি শুধুমাত্র নির্দিষ্ট শোষণকারীর সাথে কাজ করে, যা আঠালো দিয়ে আবরণকে একটি আকর্ষণীয় বিকল্প করে তোলে। বাইন্ডারগুলি হল সরবেন্ট আনুগত্য এবং/অথবা ভর স্থানান্তরকে সমর্থন করার জন্য নির্বাচিত নিষ্ক্রিয় পদার্থ, কিন্তু শোষণ বা পরিবাহিতা বৃদ্ধিতে কোনও ভূমিকা পালন করে না। ফ্রেনি এবং অন্যান্য। AQSOA-Z02 জিওলাইট সহ 7 প্রলিপ্ত অ্যালুমিনিয়াম তাপ এক্সচেঞ্জারগুলি একটি কাদামাটি-ভিত্তিক বাইন্ডার দিয়ে স্থিতিশীল। Calabrese et al.8 পলিমারিক বাইন্ডার দিয়ে জিওলাইট আবরণের প্রস্তুতি অধ্যয়ন করেছেন। অ্যামান এবং অন্যান্যরা পলিভিনাইল অ্যালকোহলের চৌম্বকীয় মিশ্রণ থেকে ছিদ্রযুক্ত জিওলাইট আবরণ তৈরির জন্য একটি পদ্ধতি প্রস্তাব করেছেন। অ্যালুমিনা (অ্যালুমিনা) শোষণকারীতে বাইন্ডার 10 হিসেবেও ব্যবহৃত হয়। আমাদের জানা মতে, সেলুলোজ এবং হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ শুধুমাত্র ভৌত শোষণকারী 11,12 এর সাথে একত্রে ব্যবহৃত হয়। কখনও কখনও আঠা রঙের জন্য ব্যবহার করা হয় না, তবে কাঠামো 13 নিজেই তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। একাধিক লবণ হাইড্রেটের সাথে অ্যালজিনেট পলিমার ম্যাট্রিক্সের সংমিশ্রণ নমনীয় যৌগিক পুঁতির কাঠামো তৈরি করে যা শুকানোর সময় ফুটো প্রতিরোধ করে এবং পর্যাপ্ত ভর স্থানান্তর প্রদান করে। বেন্টোনাইট এবং অ্যাটাপুলগাইটের মতো কাদামাটি কম্পোজিট 15,16,17 তৈরির জন্য বাইন্ডার হিসেবে ব্যবহার করা হয়েছে। ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড 18 বা সোডিয়াম সালফাইড 19 মাইক্রোএনক্যাপসুলেট করতে ইথাইলসেলুলোজ ব্যবহার করা হয়েছে।
ছিদ্রযুক্ত ধাতব কাঠামোযুক্ত কম্পোজিটগুলিকে সংযোজক তাপ এক্সচেঞ্জার এবং প্রলিপ্ত তাপ এক্সচেঞ্জারে ভাগ করা যেতে পারে। এই কাঠামোগুলির সুবিধা হল উচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল। এর ফলে শোষণকারী এবং ধাতুর মধ্যে একটি বৃহত্তর যোগাযোগ পৃষ্ঠ তৈরি হয়, যার ফলে কোনও জড় ভর যোগ করা হয় না, যা হিমায়ন চক্রের সামগ্রিক দক্ষতা হ্রাস করে। ল্যাং এট আল। ২০ অ্যালুমিনিয়াম মধুচক্র কাঠামো সহ একটি জিওলাইট শোষণকারীর সামগ্রিক পরিবাহিতা উন্নত করেছে। গিলারমিনট এট আল। ২১ তামা এবং নিকেল ফোমের সাথে NaX জিওলাইট স্তরগুলির তাপ পরিবাহিতা উন্নত করেছে। যদিও কম্পোজিটগুলি ফেজ পরিবর্তন উপকরণ (PCM) হিসাবে ব্যবহৃত হয়, Li এট আল। ২২ এবং ঝাও এট আল। ২৩ এর ফলাফলগুলি কেমিশোষণের জন্যও আগ্রহের বিষয়। তারা প্রসারিত গ্রাফাইট এবং ধাতব ফোমের কর্মক্ষমতা তুলনা করেছেন এবং এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছেন যে ক্ষয় সমস্যা না হলেই পরবর্তীটি পছন্দনীয়। পালোম্বা এট আল। সম্প্রতি অন্যান্য ধাতব ছিদ্রযুক্ত কাঠামোর তুলনা করেছেন। ভ্যান ডের পাল এট আল। ফেনা 25-তে এমবেড করা ধাতব লবণ অধ্যয়ন করেছেন। পূর্ববর্তী সমস্ত উদাহরণ কণা শোষণকারীর ঘন স্তরের সাথে মিলে যায়। ধাতব ছিদ্রযুক্ত কাঠামোগুলি কার্যত শোষণকারীগুলিকে আবরণ করার জন্য ব্যবহৃত হয় না, যা একটি আরও অনুকূল সমাধান। জিওলাইটের সাথে আবদ্ধ হওয়ার একটি উদাহরণ Wittstadt et al. 26-এ পাওয়া যেতে পারে কিন্তু লবণ হাইড্রেটগুলির উচ্চ শক্তি ঘনত্ব 27 সত্ত্বেও তাদের আবদ্ধ করার কোনও প্রচেষ্টা করা হয়নি।
সুতরাং, এই প্রবন্ধে শোষণকারী আবরণ প্রস্তুত করার তিনটি পদ্ধতি অন্বেষণ করা হবে: (১) বাইন্ডার আবরণ, (২) সরাসরি প্রতিক্রিয়া, এবং (৩) পৃষ্ঠ চিকিত্সা। পূর্বে রিপোর্ট করা স্থিতিশীলতা এবং ভৌত শোষণকারীর সাথে মিলিতভাবে ভাল আবরণ আনুগত্যের কারণে এই কাজে হাইড্রোক্সিইথাইলসেলুলোজ পছন্দের বাইন্ডার ছিল। এই পদ্ধতিটি প্রাথমিকভাবে সমতল আবরণের জন্য তদন্ত করা হয়েছিল এবং পরে ধাতব ফাইবার কাঠামোতে প্রয়োগ করা হয়েছিল। পূর্বে, শোষণকারী আবরণ গঠনের সাথে রাসায়নিক বিক্রিয়ার সম্ভাবনার একটি প্রাথমিক বিশ্লেষণ রিপোর্ট করা হয়েছিল। পূর্ববর্তী অভিজ্ঞতা এখন ধাতব ফাইবার কাঠামোর আবরণে স্থানান্তরিত হচ্ছে। এই কাজের জন্য নির্বাচিত পৃষ্ঠ চিকিত্সা অ্যালুমিনিয়াম অ্যানোডাইজিংয়ের উপর ভিত্তি করে একটি পদ্ধতি। নান্দনিক উদ্দেশ্যে অ্যালুমিনিয়াম অ্যানোডাইজিং সফলভাবে ধাতব লবণের সাথে একত্রিত করা হয়েছে29। এই ক্ষেত্রে, খুব স্থিতিশীল এবং ক্ষয়-প্রতিরোধী আবরণ পাওয়া যেতে পারে। তবে, তারা কোনও শোষণ বা শোষণ প্রক্রিয়া পরিচালনা করতে পারে না। এই প্রবন্ধটি এই পদ্ধতির একটি বৈকল্পিক উপস্থাপন করে যা মূল প্রক্রিয়ার আঠালো বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে ভর স্থানান্তরিত করার অনুমতি দেয়। আমাদের সর্বোত্তম জ্ঞান অনুসারে, এখানে বর্ণিত কোনও পদ্ধতিই আগে অধ্যয়ন করা হয়নি। এগুলি একটি অত্যন্ত আকর্ষণীয় নতুন প্রযুক্তির প্রতিনিধিত্ব করে কারণ এগুলি হাইড্রেটেড শোষণকারী আবরণ তৈরির অনুমতি দেয়, যার ঘন ঘন অধ্যয়ন করা ভৌত শোষণকারীর তুলনায় অনেক সুবিধা রয়েছে।
এই পরীক্ষাগুলির জন্য সাবস্ট্রেট হিসেবে ব্যবহৃত স্ট্যাম্পযুক্ত অ্যালুমিনিয়াম প্লেটগুলি চেক প্রজাতন্ত্রের ALINVEST Břidličná দ্বারা সরবরাহ করা হয়েছিল। এগুলিতে ৯৮.১১% অ্যালুমিনিয়াম, ১.৩৬২২% লোহা, ০.৩৬১৮% ম্যাঙ্গানিজ এবং তামা, ম্যাগনেসিয়াম, সিলিকন, টাইটানিয়াম, দস্তা, ক্রোমিয়াম এবং নিকেলের চিহ্ন রয়েছে।
কম্পোজিট তৈরির জন্য নির্বাচিত উপকরণগুলি তাদের তাপগতিগত বৈশিষ্ট্য অনুসারে নির্বাচন করা হয়, অর্থাৎ, ১২০ ডিগ্রি সেলসিয়াসের কম তাপমাত্রায় তারা কতটা জল শোষণ/শোষণ করতে পারে তার উপর নির্ভর করে।
ম্যাগনেসিয়াম সালফেট (MgSO4) হল সবচেয়ে আকর্ষণীয় এবং অধ্যয়ন করা হাইড্রেটেড লবণগুলির মধ্যে একটি 30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41। এর তাপগতিগত বৈশিষ্ট্যগুলি পদ্ধতিগতভাবে পরিমাপ করা হয়েছে এবং শোষণ রেফ্রিজারেশন, তাপ পাম্প এবং শক্তি সঞ্চয়ের ক্ষেত্রে প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত বলে প্রমাণিত হয়েছে। শুকনো ম্যাগনেসিয়াম সালফেট CAS-Nr.7487-88-9 99% (গ্রুসিং জিএমবিএইচ, ফিলসাম, নিডারসাকসেন, জার্মানি) ব্যবহার করা হয়েছিল।
ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড (CaCl2) (H319) আরেকটি সুপরিচিত লবণ কারণ এর হাইড্রেটের আকর্ষণীয় তাপগতিগত বৈশিষ্ট্য রয়েছে41,42,43,44। ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড হেক্সাহাইড্রেট CAS-নং 7774-34-7 97% ব্যবহৃত (গ্রুসিং, জিএমবিএইচ, ফিলসাম, নিডারসাকসেন, জার্মানি)।
জিঙ্ক সালফেট (ZnSO4) (H3O2, H318, H410) এবং এর হাইড্রেটগুলির তাপগতিগত বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা নিম্ন তাপমাত্রার শোষণ প্রক্রিয়ার জন্য উপযুক্ত 45,46। জিঙ্ক সালফেট হেপ্টাহাইড্রেট CAS-Nr.7733-02-0 99.5% (গ্রুসিং জিএমবিএইচ, ফিলসাম, নিডারসাকসেন, জার্মানি) ব্যবহার করা হয়েছিল।
স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইড (SrCl2) (H318) এরও আকর্ষণীয় তাপগতিগত বৈশিষ্ট্য রয়েছে4,45,47 যদিও এটি প্রায়শই শোষণ তাপ পাম্প বা শক্তি সঞ্চয় গবেষণায় অ্যামোনিয়ার সাথে মিলিত হয়। স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইড হেক্সাহাইড্রেট CAS-Nr.10.476-85-4 99.0–102.0% (সিগমা অ্যালড্রিচ, সেন্ট লুইস, মিসৌরি, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল।
কপার সালফেট (CuSO4) (H302, H315, H319, H410) পেশাদার সাহিত্যে প্রায়শই পাওয়া হাইড্রেটগুলির মধ্যে নেই, যদিও এর তাপগতিগত বৈশিষ্ট্যগুলি নিম্ন তাপমাত্রার প্রয়োগের জন্য আকর্ষণীয় 48,49। কপার সালফেট CAS-Nr.7758-99-8 99% (সিগমা অ্যালড্রিচ, সেন্ট লুইস, MO, USA) সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল।
ম্যাগনেসিয়াম ক্লোরাইড (MgCl2) হল হাইড্রেটেড লবণগুলির মধ্যে একটি যা সম্প্রতি তাপ শক্তি সঞ্চয়ের ক্ষেত্রে আরও বেশি মনোযোগ পেয়েছে50,51। পরীক্ষাগুলির জন্য ম্যাগনেসিয়াম ক্লোরাইড হেক্সাহাইড্রেট CAS-Nr.7791-18-6 বিশুদ্ধ ফার্মাসিউটিক্যাল গ্রেড (অ্যাপ্লিকেম GmbH., ডার্মস্ট্যাড, জার্মানি) ব্যবহার করা হয়েছিল।
উপরে উল্লিখিত হিসাবে, হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ বেছে নেওয়া হয়েছিল কারণ অনুরূপ প্রয়োগে ইতিবাচক ফলাফল পাওয়া গেছে। আমাদের সংশ্লেষণে ব্যবহৃত উপাদান হল হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ CAS-Nr 9004-62-0 (সিগমা অ্যালড্রিচ, সেন্ট লুইস, MO, USA)।
ধাতব তন্তুগুলি ছোট তার দিয়ে তৈরি হয় যা কম্প্রেশন এবং সিন্টারিং দ্বারা একত্রে আবদ্ধ থাকে, যা ক্রুসিবল মেল্ট এক্সট্রাকশন (CME)52 নামে পরিচিত। এর অর্থ হল তাদের তাপ পরিবাহিতা কেবল উৎপাদনে ব্যবহৃত ধাতুর বাল্ক পরিবাহিতা এবং চূড়ান্ত কাঠামোর ছিদ্রতার উপর নির্ভর করে না, বরং থ্রেডগুলির মধ্যে বন্ধনের মানের উপরও নির্ভর করে। তন্তুগুলি আইসোট্রপিক নয় এবং উৎপাদনের সময় একটি নির্দিষ্ট দিকে বিতরণ করা হয়, যা ট্রান্সভার্স দিকে তাপ পরিবাহিতা অনেক কম করে।
ভ্যাকুয়াম প্যাকেজে (Netzsch TG 209 F1 Libra) যুগপত থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষণ (TGA)/ডিফারেনশিয়াল থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষণ (DTG) ব্যবহার করে জল শোষণের বৈশিষ্ট্যগুলি পরীক্ষা করা হয়েছিল। পরিমাপগুলি একটি প্রবাহিত নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডলে 10 মিলি/মিনিট প্রবাহ হারে এবং অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড ক্রুসিবলগুলিতে 25 থেকে 150°C তাপমাত্রার পরিসরে করা হয়েছিল। উত্তাপের হার ছিল 1 °C/মিনিট, নমুনার ওজন 10 থেকে 20 মিলিগ্রাম পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়েছিল, রেজোলিউশন ছিল 0.1 μg। এই কাজে, এটি লক্ষ করা উচিত যে প্রতি ইউনিট পৃষ্ঠের ভরের পার্থক্যের একটি বড় অনিশ্চয়তা রয়েছে। TGA-DTG-তে ব্যবহৃত নমুনাগুলি খুব ছোট এবং অনিয়মিতভাবে কাটা হয়, যা তাদের ক্ষেত্রফল নির্ধারণকে ভুল করে তোলে। এই মানগুলি কেবল তখনই একটি বৃহত্তর অঞ্চলে এক্সট্রাপোলেট করা যেতে পারে যদি বৃহৎ বিচ্যুতি বিবেচনা করা হয়।
ATR প্ল্যাটিনাম অ্যাকসেসরি (ব্রুকার অপটিক জিএমবিএইচ, জার্মানি) ব্যবহার করে ব্রুকার ভার্টেক্স 80 v FTIR স্পেকট্রোমিটার (ব্রুকার অপটিক জিএমবিএইচ, লাইপজিগ, জার্মানি) থেকে অ্যাটেনিউটেড টোটাল রিফ্লেকশন ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম ইনফ্রারেড (ATR-FTIR) স্পেকট্রা অর্জন করা হয়েছিল। পরীক্ষামূলক পরিমাপের জন্য নমুনাগুলি ব্যবহার করার আগে বিশুদ্ধ শুকনো হীরার স্ফটিকের স্পেকট্রা সরাসরি ভ্যাকুয়ামে পরিমাপ করা হয়েছিল। নমুনাগুলি ভ্যাকুয়ামে পরিমাপ করা হয়েছিল 2 সেমি-1 বর্ণালী রেজোলিউশন এবং গড়ে 32 স্ক্যান সংখ্যা ব্যবহার করে। ওয়েভনম্বরের পরিসীমা 8000 থেকে 500 সেমি-1 পর্যন্ত। OPUS প্রোগ্রাম ব্যবহার করে বর্ণালী বিশ্লেষণ করা হয়েছিল।
SEM বিশ্লেষণটি Zeiss থেকে DSM 982 Gemini ব্যবহার করে 2 এবং 5 kV এর ত্বরণকারী ভোল্টেজে করা হয়েছিল। একটি Peltier Cooled Sylicon Drift Detector (SSD) সহ একটি থার্মো ফিশার সিস্টেম 7 ব্যবহার করে শক্তি বিচ্ছুরণকারী এক্স-রে স্পেকট্রোস্কোপি (EDX) করা হয়েছিল।
ধাতব প্লেট তৈরির কাজটি ৫৩-এ বর্ণিত পদ্ধতি অনুসারে করা হয়েছিল। প্রথমে, প্লেটটিকে ৫০% সালফিউরিক অ্যাসিডে ১৫ মিনিট ডুবিয়ে রাখুন। তারপর সেগুলোকে ১ মিলি সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড দ্রবণে প্রায় ১০ সেকেন্ডের জন্য প্রবেশ করান। তারপর নমুনাগুলিকে প্রচুর পরিমাণে পাতিত জল দিয়ে ধুয়ে ৩০ মিনিটের জন্য পাতিত জলে ভিজিয়ে রাখা হয়। প্রাথমিক পৃষ্ঠ চিকিত্সার পরে, নমুনাগুলিকে ৩% স্যাচুরেটেড দ্রবণে ডুবিয়ে রাখা হয়। HEC এবং লক্ষ্য লবণ। অবশেষে, সেগুলো বের করে ৬০°C তাপমাত্রায় শুকিয়ে নিন।
অ্যানোডাইজিং পদ্ধতিটি প্যাসিভ ধাতুর উপর প্রাকৃতিক অক্সাইড স্তরকে উন্নত এবং শক্তিশালী করে। অ্যালুমিনিয়াম প্যানেলগুলিকে শক্ত অবস্থায় সালফিউরিক অ্যাসিড দিয়ে অ্যানোডাইজ করা হয়েছিল এবং তারপর গরম জলে সিল করা হয়েছিল। অ্যানোডাইজিংয়ের পরে 1 mol/l NaOH (600 s) দিয়ে প্রাথমিক খোদাই করা হয়েছিল এবং তারপরে 1 mol/l HNO3 (60 s) এ নিরপেক্ষকরণ করা হয়েছিল। ইলেক্ট্রোলাইট দ্রবণটি 2.3 M H2SO4, 0.01 M Al2(SO4)3, এবং 1 M MgSO4 + 7H2O এর মিশ্রণ। অ্যানোডাইজিং (40 ± 1)°C, 30 mA/cm2 তাপমাত্রায় 1200 সেকেন্ডের জন্য করা হয়েছিল। সিলিং প্রক্রিয়াটি উপকরণগুলিতে বর্ণিত বিভিন্ন ব্রিন দ্রবণে (MgSO4, CaCl2, ZnSO4, SrCl2, CuSO4, MgCl2) সম্পন্ন করা হয়েছিল। নমুনাটি 1800 সেকেন্ডের জন্য এতে সিদ্ধ করা হয়েছিল।
কম্পোজিট তৈরির তিনটি ভিন্ন পদ্ধতি অনুসন্ধান করা হয়েছে: আঠালো আবরণ, সরাসরি প্রতিক্রিয়া এবং পৃষ্ঠ চিকিত্সা। প্রতিটি প্রশিক্ষণ পদ্ধতির সুবিধা এবং অসুবিধাগুলি পদ্ধতিগতভাবে বিশ্লেষণ এবং আলোচনা করা হয়েছে। ফলাফল মূল্যায়নের জন্য সরাসরি পর্যবেক্ষণ, ন্যানোইমেজিং এবং রাসায়নিক/মৌলিক বিশ্লেষণ ব্যবহার করা হয়েছিল।
লবণ হাইড্রেটের আঠালোতা বৃদ্ধির জন্য রূপান্তর পৃষ্ঠ চিকিত্সা পদ্ধতি হিসেবে অ্যানোডাইজিং বেছে নেওয়া হয়েছিল। এই পৃষ্ঠ চিকিত্সা সরাসরি অ্যালুমিনিয়াম পৃষ্ঠের উপর অ্যালুমিনা (অ্যালুমিনা) এর ছিদ্রযুক্ত কাঠামো তৈরি করে। ঐতিহ্যগতভাবে, এই পদ্ধতিতে দুটি ধাপ রয়েছে: প্রথম ধাপে অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডের একটি ছিদ্রযুক্ত কাঠামো তৈরি হয় এবং দ্বিতীয় ধাপে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইডের একটি আবরণ তৈরি হয় যা ছিদ্রগুলি বন্ধ করে দেয়। গ্যাস পর্যায়ে প্রবেশাধিকার বাধা না দিয়ে লবণকে ব্লক করার দুটি পদ্ধতি নিম্নরূপ। প্রথম ধাপে শোষণকারী স্ফটিকগুলিকে ধরে রাখার জন্য এবং ধাতব পৃষ্ঠের সাথে এর আঠালোতা বৃদ্ধি করার জন্য প্রথম ধাপে প্রাপ্ত ছোট অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড (Al2O3) টিউব ব্যবহার করে একটি মৌচাক ব্যবস্থা রয়েছে। ফলস্বরূপ মৌচাকগুলির ব্যাস প্রায় 50 nm এবং দৈর্ঘ্য 200 nm (চিত্র 1a)। যেমনটি আগে উল্লেখ করা হয়েছে, এই গহ্বরগুলি সাধারণত দ্বিতীয় ধাপে অ্যালুমিনা টিউব ফুটন্ত প্রক্রিয়া দ্বারা সমর্থিত Al2O(OH)2 বোহমাইটের একটি পাতলা স্তর দিয়ে বন্ধ করা হয়। দ্বিতীয় পদ্ধতিতে, এই সিলিং প্রক্রিয়াটি এমনভাবে পরিবর্তিত হয় যাতে লবণের স্ফটিকগুলি বোহমাইটের (Al2O(OH)) একটি সমানভাবে আচ্ছাদিত স্তরে আটকে যায়, যা এই ক্ষেত্রে সিলিং করার জন্য ব্যবহৃত হয় না। দ্বিতীয় পর্যায়টি সংশ্লিষ্ট লবণের একটি স্যাচুরেটেড দ্রবণে সম্পন্ন হয়। বর্ণিত প্যাটার্নগুলির আকার 50-100 nm এর মধ্যে এবং দেখতে স্প্ল্যাশড ফোঁটার মতো (চিত্র 1b)। সিলিং প্রক্রিয়ার ফলে প্রাপ্ত পৃষ্ঠের একটি উচ্চারিত স্থানিক কাঠামো রয়েছে যার সাথে যোগাযোগের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি পেয়েছে। এই পৃষ্ঠের প্যাটার্ন, তাদের অনেক বন্ধন কনফিগারেশন সহ, লবণ স্ফটিক বহন এবং ধরে রাখার জন্য আদর্শ। বর্ণিত উভয় কাঠামোই সত্যিকার অর্থে ছিদ্রযুক্ত বলে মনে হয় এবং ছোট ছোট গহ্বর রয়েছে যা শোষণকারীর অপারেশনের সময় লবণের হাইড্রেট ধরে রাখার এবং লবণের সাথে বাষ্প শোষণ করার জন্য উপযুক্ত বলে মনে হয়। তবে, EDX ব্যবহার করে এই পৃষ্ঠগুলির মৌলিক বিশ্লেষণ বোহমাইটের পৃষ্ঠে ম্যাগনেসিয়াম এবং সালফারের ট্রেস পরিমাণ সনাক্ত করতে পারে, যা অ্যালুমিনা পৃষ্ঠের ক্ষেত্রে সনাক্ত করা হয় না।
নমুনার ATR-FTIR নিশ্চিত করেছে যে উপাদানটি ম্যাগনেসিয়াম সালফেট (চিত্র 2b দেখুন)। বর্ণালীতে 610–680 এবং 1080–1130 cm–1 এ বৈশিষ্ট্যযুক্ত সালফেট আয়নের শিখর এবং 1600–1700 cm–1 এবং 3200–3800 cm–1 এ বৈশিষ্ট্যযুক্ত জালি জলের শিখর দেখা যাচ্ছে (চিত্র 2a, c দেখুন)। ম্যাগনেসিয়াম আয়নের উপস্থিতি প্রায় বর্ণালী পরিবর্তন করে না54।
(ক) বোহমাইট লেপা MgSO4 অ্যালুমিনিয়াম প্লেটের EDX, (খ) বোহমাইট এবং MgSO4 আবরণের ATR-FTIR বর্ণালী, (গ) বিশুদ্ধ MgSO4 এর ATR-FTIR বর্ণালী।
TGA দ্বারা শোষণ দক্ষতা বজায় রাখার বিষয়টি নিশ্চিত করা হয়েছে। চিত্র 3b-তে প্রায় 60°C এর ডিশোর্পশন পিক দেখানো হয়েছে। এই পিকটি TGA-তে বিশুদ্ধ লবণের (চিত্র 3a) পরিলক্ষিত দুটি পিকের তাপমাত্রার সাথে সঙ্গতিপূর্ণ নয়। শোষণ-ডিশোর্পশন চক্রের পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা মূল্যায়ন করা হয়েছিল এবং নমুনাগুলিকে আর্দ্র বায়ুমণ্ডলে রাখার পরে একই বক্ররেখা লক্ষ্য করা গেছে (চিত্র 3c)। ডিসোর্পশনের দ্বিতীয় পর্যায়ে পরিলক্ষিত পার্থক্যগুলি প্রবাহিত বায়ুমণ্ডলে ডিহাইড্রেশনের ফলাফল হতে পারে, কারণ এটি প্রায়শই অসম্পূর্ণ ডিহাইড্রেশনের দিকে পরিচালিত করে। এই মানগুলি প্রথম ডিওয়াটারিংয়ে প্রায় 17.9 গ্রাম/মিটার 2 এবং দ্বিতীয় ডিওয়াটারিংয়ে 10.3 গ্রাম/মিটার 2 এর সাথে সঙ্গতিপূর্ণ।
বোহমাইট এবং MgSO4 এর TGA বিশ্লেষণের তুলনা: বিশুদ্ধ MgSO4 (a), মিশ্রণ (b) এবং পুনঃজলীকরণের পরে (c) এর TGA বিশ্লেষণ।
একই পদ্ধতিতে ক্যালসিয়াম ক্লোরাইডকে শোষণকারী হিসেবে ব্যবহার করা হয়েছিল। ফলাফল চিত্র ৪-এ দেখানো হয়েছে। পৃষ্ঠের চাক্ষুষ পরিদর্শনে ধাতব আভায় সামান্য পরিবর্তন দেখা গেছে। পশমটি খুব একটা দেখা যাচ্ছে না। SEM পৃষ্ঠের উপর সমানভাবে বিতরণ করা ছোট স্ফটিকের উপস্থিতি নিশ্চিত করেছে। তবে, TGA 150°C এর নিচে কোনও ডিহাইড্রেশন দেখায়নি। এর কারণ হতে পারে যে TGA দ্বারা সনাক্তকরণের জন্য সাবস্ট্রেটের মোট ভরের তুলনায় লবণের অনুপাত খুব কম।
অ্যানোডাইজিং পদ্ধতিতে কপার সালফেট আবরণের পৃষ্ঠ চিকিত্সার ফলাফল চিত্র ৫-এ দেখানো হয়েছে। এই ক্ষেত্রে, আল অক্সাইড কাঠামোতে CuSO4 এর প্রত্যাশিত অন্তর্ভুক্তি ঘটেনি। পরিবর্তে, আলগা সূঁচ পরিলক্ষিত হয় কারণ এগুলি সাধারণত সাধারণ ফিরোজা রঞ্জকগুলির সাথে ব্যবহৃত কপার হাইড্রোক্সাইড Cu(OH)2-এর জন্য ব্যবহৃত হয়।
অ্যানোডাইজড পৃষ্ঠের চিকিৎসা স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইডের সাথে একত্রে পরীক্ষা করা হয়েছিল। ফলাফলে অসম আবরণ দেখা গেছে (চিত্র 6a দেখুন)। লবণ পুরো পৃষ্ঠকে আচ্ছাদিত করেছে কিনা তা নির্ধারণ করার জন্য, একটি EDX বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। ধূসর এলাকার একটি বিন্দুর জন্য বক্ররেখা (চিত্র 6b-তে বিন্দু 1) সামান্য স্ট্রন্টিয়াম এবং প্রচুর অ্যালুমিনিয়াম দেখায়। এটি পরিমাপ করা অঞ্চলে স্ট্রন্টিয়ামের কম পরিমাণ নির্দেশ করে, যা ফলস্বরূপ, স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইডের কম আবরণ নির্দেশ করে। বিপরীতভাবে, সাদা অঞ্চলে স্ট্রন্টিয়ামের উচ্চ পরিমাণ এবং অ্যালুমিনিয়ামের কম পরিমাণ থাকে (চিত্র 6b-তে বিন্দু 2-6)। সাদা এলাকার EDX বিশ্লেষণে গাঢ় বিন্দু (চিত্র 6b-তে বিন্দু 2 এবং 4), ক্লোরিন কম এবং সালফার বেশি দেখা যায়। এটি স্ট্রন্টিয়াম সালফেটের গঠন নির্দেশ করতে পারে। উজ্জ্বল বিন্দুগুলি উচ্চ ক্লোরিনের পরিমাণ এবং কম সালফারের পরিমাণ প্রতিফলিত করে (চিত্র 6b-তে বিন্দু 3, 5 এবং 6)। এটি ব্যাখ্যা করা যেতে পারে যে সাদা আবরণের মূল অংশটি প্রত্যাশিত স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইড দ্বারা গঠিত। নমুনার TGA বিশ্লেষণের ব্যাখ্যা নিশ্চিত করেছে যে বিশুদ্ধ স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইডের বৈশিষ্ট্যগত তাপমাত্রায় সর্বোচ্চ (চিত্র 6c)। ধাতব সাপোর্টের ভরের তুলনায় লবণের একটি ছোট ভগ্নাংশ দ্বারা তাদের ছোট মান ন্যায্যতা প্রমাণ করা যেতে পারে। পরীক্ষায় নির্ধারিত ডিসর্পশন ভর 150°C তাপমাত্রায় শোষণকারীর প্রতি ইউনিট এলাকায় 7.3 গ্রাম/মিটার 2 প্রদত্ত পরিমাণের সাথে মিলে যায়।
এলোক্সাল-প্রক্রিয়াজাত জিংক সালফেট আবরণও পরীক্ষা করা হয়েছিল। ম্যাক্রোস্কোপিকভাবে, আবরণটি একটি খুব পাতলা এবং অভিন্ন স্তর (চিত্র 7a)। তবে, SEM খালি জায়গা দ্বারা পৃথক করা ছোট স্ফটিক দিয়ে আচ্ছাদিত একটি পৃষ্ঠ এলাকা খুঁজে পেয়েছে (চিত্র 7b)। আবরণ এবং সাবস্ট্রেটের TGA বিশুদ্ধ লবণের সাথে তুলনা করা হয়েছিল (চিত্র 7c)। বিশুদ্ধ লবণের 59.1°C তাপমাত্রায় একটি অসমমিত শীর্ষ রয়েছে। প্রলিপ্ত অ্যালুমিনিয়াম 55.5°C এবং 61.3°C তাপমাত্রায় দুটি ছোট শীর্ষ দেখিয়েছে, যা জিংক সালফেট হাইড্রেটের উপস্থিতি নির্দেশ করে। পরীক্ষায় প্রকাশিত ভরের পার্থক্য 150°C ডিহাইড্রেশন তাপমাত্রায় 10.9 গ্রাম/মিটার² এর সাথে মিলে যায়।
পূর্ববর্তী অ্যাপ্লিকেশন53 এর মতো, হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজকে সরবেন্ট আবরণের আনুগত্য এবং স্থায়িত্ব উন্নত করার জন্য বাইন্ডার হিসাবে ব্যবহার করা হয়েছিল। TGA দ্বারা উপাদানের সামঞ্জস্য এবং শোষণ কর্মক্ষমতার উপর প্রভাব মূল্যায়ন করা হয়েছিল। বিশ্লেষণটি মোট ভরের সাথে সম্পর্কিত করা হয়, অর্থাৎ নমুনায় একটি আবরণ সাবস্ট্রেট হিসাবে ব্যবহৃত একটি ধাতব প্লেট অন্তর্ভুক্ত। ISO2409 স্পেসিফিকেশনে সংজ্ঞায়িত ক্রস নচ পরীক্ষার উপর ভিত্তি করে একটি পরীক্ষার মাধ্যমে আনুগত্য পরীক্ষা করা হয় (স্পেসিফিকেশনের বেধ এবং প্রস্থের উপর নির্ভর করে নচ পৃথকীকরণ স্পেসিফিকেশন পূরণ করতে পারে না)।
প্যানেলগুলিতে ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড (CaCl2) (চিত্র 8a দেখুন) দিয়ে প্রলেপ দেওয়ার ফলে অসম বন্টন দেখা দেয়, যা ট্রান্সভার্স নচ পরীক্ষার জন্য ব্যবহৃত বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম আবরণে পরিলক্ষিত হয়নি। বিশুদ্ধ CaCl2 এর ফলাফলের তুলনায়, TGA (চিত্র 8b) দুটি বৈশিষ্ট্যগত শিখর যথাক্রমে 40 এবং 20°C এর নিম্ন তাপমাত্রার দিকে স্থানান্তরিত দেখায়। ক্রস-সেকশন পরীক্ষাটি একটি বস্তুনিষ্ঠ তুলনা করার অনুমতি দেয় না কারণ বিশুদ্ধ CaCl2 নমুনা (চিত্র 8c-তে ডানদিকে নমুনা) একটি পাউডারি অবক্ষেপ, যা সর্বোচ্চ কণাগুলিকে সরিয়ে দেয়। HEC ফলাফলগুলি সন্তোষজনক আনুগত্য সহ একটি খুব পাতলা এবং অভিন্ন আবরণ দেখিয়েছে। চিত্র 8b-তে দেখানো ভরের পার্থক্য 150°C তাপমাত্রায় শোষণকারীর প্রতি ইউনিট এলাকায় 51.3 গ্রাম/মিটার² এর সাথে মিলে যায়।
ম্যাগনেসিয়াম সালফেট (MgSO4) ব্যবহার করে আনুগত্য এবং অভিন্নতার ক্ষেত্রেও ইতিবাচক ফলাফল পাওয়া গেছে (চিত্র 9 দেখুন)। আবরণের শোষণ প্রক্রিয়ার বিশ্লেষণে প্রায় 60°C এর একটি সর্বোচ্চ তাপমাত্রার উপস্থিতি দেখা গেছে। এই তাপমাত্রা বিশুদ্ধ লবণের ডিহাইড্রেশনে দেখা প্রধান শোষণ ধাপের সাথে মিলে যায়, যা 44°C এ আরেকটি ধাপ উপস্থাপন করে। এটি হেক্সাহাইড্রেট থেকে পেন্টাহাইড্রেটে রূপান্তরের সাথে মিলে যায় এবং বাইন্ডার সহ আবরণের ক্ষেত্রে এটি পরিলক্ষিত হয় না। ক্রস সেকশন পরীক্ষাগুলি বিশুদ্ধ লবণ ব্যবহার করে তৈরি আবরণের তুলনায় উন্নত বন্টন এবং আনুগত্য দেখায়। TGA-DTC-তে পরিলক্ষিত ভরের পার্থক্য 150°C তাপমাত্রায় অ্যাডসরবারের প্রতি ইউনিট এলাকায় 18.4 গ্রাম/মিটার² এর সাথে মিলে যায়।
পৃষ্ঠের অনিয়মের কারণে, স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইড (SrCl2) এর পাখনার উপর একটি অসম আবরণ রয়েছে (চিত্র 10a)। তবে, ট্রান্সভার্স নচ পরীক্ষার ফলাফলে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত আনুগত্যের সাথে অভিন্ন বন্টন দেখানো হয়েছে (চিত্র 10c)। TGA বিশ্লেষণে ওজনে খুব কম পার্থক্য দেখা গেছে, যা ধাতব স্তরের তুলনায় কম লবণের পরিমাণের কারণে হতে পারে। যাইহোক, বক্ররেখার ধাপগুলি একটি ডিহাইড্রেশন প্রক্রিয়ার উপস্থিতি দেখায়, যদিও বিশুদ্ধ লবণের বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করার সময় প্রাপ্ত তাপমাত্রার সাথে শীর্ষটি সম্পর্কিত। চিত্র 10b-তে পর্যবেক্ষণ করা 110°C এবং 70.2°C-তে শীর্ষগুলিও বিশুদ্ধ লবণ বিশ্লেষণ করার সময় পাওয়া গেছে। তবে, বাইন্ডার ব্যবহার করে 50°C-তে বিশুদ্ধ লবণে পর্যবেক্ষণ করা প্রধান ডিহাইড্রেশন ধাপটি বক্ররেখায় প্রতিফলিত হয়নি। বিপরীতে, বাইন্ডার মিশ্রণটি 20.2°C এবং 94.1°C-তে দুটি শীর্ষ দেখায়, যা বিশুদ্ধ লবণের জন্য পরিমাপ করা হয়নি (চিত্র 10b)। ১৫০ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায়, পরিলক্ষিত ভরের পার্থক্য শোষণকারীর প্রতি ইউনিট এলাকায় ৭.২ গ্রাম/মি২ এর সাথে মিলে যায়।
HEC এবং জিঙ্ক সালফেট (ZnSO4) এর সংমিশ্রণ গ্রহণযোগ্য ফলাফল দেয়নি (চিত্র 11)। প্রলিপ্ত ধাতুর TGA বিশ্লেষণে কোনও ডিহাইড্রেশন প্রক্রিয়া প্রকাশ পায়নি। যদিও প্রলিপ্তির বিতরণ এবং আনুগত্য উন্নত হয়েছে, তবুও এর বৈশিষ্ট্যগুলি সর্বোত্তম থেকে অনেক দূরে।
ধাতব তন্তুগুলিকে পাতলা এবং অভিন্ন স্তরে আবৃত করার সবচেয়ে সহজ উপায় হল ভেজা গর্ভধারণ (চিত্র 12a), যার মধ্যে লক্ষ্য লবণ প্রস্তুত করা এবং জলীয় দ্রবণ দিয়ে ধাতব তন্তুগুলিকে গর্ভধারণ করা অন্তর্ভুক্ত।
ভেজা গর্ভধারণের প্রস্তুতির সময়, দুটি প্রধান সমস্যার সম্মুখীন হতে হয়। একদিকে, লবণাক্ত দ্রবণের পৃষ্ঠ টান তরলকে ছিদ্রযুক্ত কাঠামোতে সঠিকভাবে অন্তর্ভুক্ত করতে বাধা দেয়। বাইরের পৃষ্ঠে স্ফটিকীকরণ (চিত্র 12d) এবং কাঠামোর ভিতরে আটকে থাকা বায়ু বুদবুদ (চিত্র 12c) কেবলমাত্র পৃষ্ঠ টান কমিয়ে এবং নমুনাটিকে পাতিত জল দিয়ে আগে থেকে ভেজানোর মাধ্যমে হ্রাস করা যেতে পারে। কাঠামোর ভিতরে বাতাস খালি করে বা দ্রবণ প্রবাহ তৈরি করে নমুনায় জোরপূর্বক দ্রবীভূত করা কাঠামোর সম্পূর্ণ ভরাট নিশ্চিত করার অন্যান্য কার্যকর উপায়।
প্রস্তুতির সময় দ্বিতীয় যে সমস্যাটি দেখা দেয় তা হল লবণের কিছু অংশ থেকে ফিল্ম অপসারণ (চিত্র 12b দেখুন)। এই ঘটনাটি দ্রবীভূত পৃষ্ঠের উপর একটি শুষ্ক আবরণ তৈরির দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা পরিবাহীভাবে উদ্দীপিত শুকানোর প্রক্রিয়া বন্ধ করে এবং প্রসারণ উদ্দীপিত প্রক্রিয়া শুরু করে। দ্বিতীয় প্রক্রিয়াটি প্রথমটির তুলনায় অনেক ধীর। ফলস্বরূপ, যুক্তিসঙ্গত শুকানোর সময়ের জন্য উচ্চ তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়, যা নমুনার ভিতরে বুদবুদ তৈরির ঝুঁকি বাড়ায়। ঘনত্ব পরিবর্তন (বাষ্পীভবন) নয়, বরং তাপমাত্রা পরিবর্তনের উপর ভিত্তি করে স্ফটিকীকরণের একটি বিকল্প পদ্ধতি প্রবর্তন করে এই সমস্যার সমাধান করা হয় (যেমন চিত্র 13-এ MgSO4 এর উদাহরণে)।
MgSO4 ব্যবহার করে কঠিন ও তরল পর্যায়গুলির শীতলকরণ এবং পৃথকীকরণের সময় স্ফটিকীকরণ প্রক্রিয়ার পরিকল্পিত উপস্থাপনা।
এই পদ্ধতি ব্যবহার করে ঘরের তাপমাত্রা (HT) বা তার উপরে স্যাচুরেটেড লবণের দ্রবণ প্রস্তুত করা যেতে পারে। প্রথম ক্ষেত্রে, ঘরের তাপমাত্রার নীচে তাপমাত্রা কমিয়ে জোর করে স্ফটিকীকরণ করা হয়েছিল। দ্বিতীয় ক্ষেত্রে, নমুনাটি ঘরের তাপমাত্রায় (RT) ঠান্ডা করার সময় স্ফটিকীকরণ ঘটে। ফলাফল স্ফটিক (B) এবং দ্রবীভূত (A) এর মিশ্রণ, যার তরল অংশ সংকুচিত বাতাস দ্বারা অপসারণ করা হয়। এই পদ্ধতিটি কেবল এই হাইড্রেটগুলির উপর একটি ফিল্ম গঠন এড়ায় না, বরং অন্যান্য কম্পোজিট তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় সময়ও হ্রাস করে। তবে, সংকুচিত বাতাস দ্বারা তরল অপসারণ লবণের অতিরিক্ত স্ফটিকীকরণের দিকে পরিচালিত করে, যার ফলে একটি ঘন আবরণ তৈরি হয়।
ধাতব পৃষ্ঠতল আবরণ করার আরেকটি পদ্ধতি হল রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে সরাসরি লক্ষ্য লবণ উৎপাদন। পাখনা এবং নলের ধাতব পৃষ্ঠে অ্যাসিডের বিক্রিয়া দ্বারা তৈরি প্রলেপিত তাপ বিনিময়কারীর বেশ কিছু সুবিধা রয়েছে, যেমনটি আমাদের পূর্ববর্তী গবেষণায় উল্লেখ করা হয়েছে। বিক্রিয়া চলাকালীন গ্যাস তৈরির কারণে তন্তুগুলিতে এই পদ্ধতি প্রয়োগের ফলে খুব খারাপ ফলাফল পাওয়া গেছে। হাইড্রোজেন গ্যাস বুদবুদের চাপ প্রোবের ভিতরে তৈরি হয় এবং পণ্যটি নির্গত হওয়ার সাথে সাথে পরিবর্তিত হয় (চিত্র 14a)।
আবরণের পুরুত্ব এবং বন্টন আরও ভালোভাবে নিয়ন্ত্রণ করার জন্য রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে আবরণটি পরিবর্তন করা হয়েছে। এই পদ্ধতিতে নমুনার মধ্য দিয়ে অ্যাসিড কুয়াশার প্রবাহ প্রবাহিত করা হয় (চিত্র 14b)। এর ফলে সাবস্ট্রেট ধাতুর সাথে বিক্রিয়ার মাধ্যমে একটি অভিন্ন আবরণ তৈরি হবে বলে আশা করা হচ্ছে। ফলাফল সন্তোষজনক ছিল, কিন্তু প্রক্রিয়াটি কার্যকর পদ্ধতি হিসেবে বিবেচিত হওয়ার জন্য খুব ধীর ছিল (চিত্র 14c)। স্থানীয়ভাবে উত্তাপের মাধ্যমে বিক্রিয়ার সময় কমানো সম্ভব।
উপরের পদ্ধতিগুলির অসুবিধাগুলি কাটিয়ে ওঠার জন্য, আঠালো ব্যবহারের উপর ভিত্তি করে একটি আবরণ পদ্ধতি অধ্যয়ন করা হয়েছে। পূর্ববর্তী বিভাগে উপস্থাপিত ফলাফলের উপর ভিত্তি করে HEC নির্বাচন করা হয়েছিল। সমস্ত নমুনা 3% wt এ প্রস্তুত করা হয়েছিল। বাইন্ডারটি লবণের সাথে মিশ্রিত করা হয়। তন্তুগুলিকে পাঁজরের মতো একই পদ্ধতি অনুসারে প্রিট্রিট করা হয়েছিল, অর্থাৎ 15 মিনিটের মধ্যে 50% ভলিউমে ভিজিয়ে রাখা হয়েছিল। সালফিউরিক অ্যাসিড, তারপর 20 সেকেন্ডের জন্য সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডে ভিজিয়ে রাখা হয়েছিল, পাতিত জলে ধুয়ে ফেলা হয়েছিল এবং অবশেষে 30 মিনিটের জন্য পাতিত জলে ভিজিয়ে রাখা হয়েছিল। এই ক্ষেত্রে, গর্ভধারণের আগে একটি অতিরিক্ত পদক্ষেপ যোগ করা হয়েছিল। নমুনাটিকে একটি পাতলা লক্ষ্য লবণের দ্রবণে সংক্ষিপ্তভাবে ডুবিয়ে রাখুন এবং প্রায় 60°C তাপমাত্রায় শুকিয়ে নিন। প্রক্রিয়াটি ধাতুর পৃষ্ঠকে পরিবর্তন করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, নিউক্লিয়েশন সাইট তৈরি করে যা চূড়ান্ত পর্যায়ে আবরণের বিতরণকে উন্নত করে। তন্তুযুক্ত কাঠামোর একপাশে রয়েছে যেখানে ফিলামেন্টগুলি পাতলা এবং শক্তভাবে প্যাক করা হয়, এবং বিপরীত দিকে রয়েছে যেখানে ফিলামেন্টগুলি ঘন এবং কম বিতরণ করা হয়। এটি 52টি উত্পাদন প্রক্রিয়ার ফলাফল।
ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড (CaCl2) এর ফলাফলগুলি সারণী 1-এ ছবি সহ সংক্ষিপ্ত এবং চিত্রিত করা হয়েছে। টিকা দেওয়ার পরে ভাল কভারেজ। এমনকি পৃষ্ঠে কোনও দৃশ্যমান স্ফটিক ছাড়াই স্ট্র্যান্ডগুলিতে ধাতব প্রতিফলন হ্রাস পেয়েছিল, যা ফিনিশের পরিবর্তনের ইঙ্গিত দেয়। যাইহোক, নমুনাগুলিকে CaCl2 এবং HEC এর জলীয় মিশ্রণ দিয়ে ভিজিয়ে প্রায় 60°C তাপমাত্রায় শুকানোর পরে, আবরণগুলি কাঠামোর ছেদগুলিতে ঘনীভূত করা হয়েছিল। এটি দ্রবণের পৃষ্ঠ টান দ্বারা সৃষ্ট একটি প্রভাব। ভিজানোর পরে, তরলটি তার পৃষ্ঠ টানের কারণে নমুনার ভিতরে থাকে। মূলত এটি কাঠামোর ছেদস্থলে ঘটে। নমুনার সেরা দিকে লবণ দিয়ে ভরা বেশ কয়েকটি গর্ত রয়েছে। আবরণের পরে ওজন 0.06 গ্রাম/সেমি3 বৃদ্ধি পেয়েছে।
ম্যাগনেসিয়াম সালফেট (MgSO4) দিয়ে আবরণ প্রতি ইউনিট আয়তনে বেশি লবণ উৎপন্ন করে (সারণী 2)। এই ক্ষেত্রে, পরিমাপিত বৃদ্ধি 0.09 গ্রাম/সেমি3। বীজ বপন প্রক্রিয়ার ফলে নমুনার বিস্তৃত কভারেজ তৈরি হয়। আবরণ প্রক্রিয়ার পরে, লবণ নমুনার পাতলা দিকের বৃহৎ অংশগুলিকে ব্লক করে। এছাড়াও, ম্যাটের কিছু অংশ ব্লক করা হয়, তবে কিছু ছিদ্র বজায় থাকে। এই ক্ষেত্রে, কাঠামোর ছেদস্থলে লবণ গঠন সহজেই লক্ষ্য করা যায়, যা নিশ্চিত করে যে আবরণ প্রক্রিয়াটি মূলত তরলের পৃষ্ঠের টানের কারণে, লবণ এবং ধাতব স্তরের মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার কারণে নয়।
স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইড (SrCl2) এবং HEC এর সংমিশ্রণের ফলাফল পূর্ববর্তী উদাহরণগুলির (সারণী 3) অনুরূপ বৈশিষ্ট্য দেখিয়েছে। এই ক্ষেত্রে, নমুনার পাতলা দিকটি প্রায় সম্পূর্ণরূপে আচ্ছাদিত। নমুনা থেকে বাষ্প নির্গত হওয়ার ফলে শুকানোর সময় তৈরি হওয়া কেবলমাত্র পৃথক ছিদ্রগুলি দৃশ্যমান। ম্যাট দিকের প্যাটার্নটি পূর্ববর্তী ক্ষেত্রের মতোই, এলাকাটি লবণ দিয়ে আবৃত এবং তন্তুগুলি সম্পূর্ণরূপে আচ্ছাদিত নয়।
তাপ এক্সচেঞ্জারের তাপীয় কর্মক্ষমতার উপর তন্তুযুক্ত কাঠামোর ইতিবাচক প্রভাব মূল্যায়ন করার জন্য, প্রলিপ্ত তন্তুযুক্ত কাঠামোর কার্যকর তাপীয় পরিবাহিতা নির্ধারণ করা হয়েছিল এবং বিশুদ্ধ আবরণ উপাদানের সাথে তুলনা করা হয়েছিল। ASTM D 5470-2017 অনুসারে চিত্র 15a-তে দেখানো ফ্ল্যাট প্যানেল ডিভাইস ব্যবহার করে তাপীয় পরিবাহিতা পরিমাপ করা হয়েছিল, যা পরিচিত তাপীয় পরিবাহিতা সহ একটি রেফারেন্স উপাদান ব্যবহার করে। অন্যান্য ক্ষণস্থায়ী পরিমাপ পদ্ধতির তুলনায়, বর্তমান গবেষণায় ব্যবহৃত ছিদ্রযুক্ত পদার্থের জন্য এই নীতিটি সুবিধাজনক, কারণ পরিমাপগুলি একটি স্থিতিশীল অবস্থায় এবং পর্যাপ্ত নমুনা আকার (ভিত্তি এলাকা 30 × 30 মিমি 2, উচ্চতা প্রায় 15 মিমি) সহ সঞ্চালিত হয়। অ্যানিসোট্রপিক তাপীয় পরিবাহিতার প্রভাব মূল্যায়ন করার জন্য বিশুদ্ধ আবরণ উপাদান (রেফারেন্স) এবং প্রলিপ্ত ফাইবার কাঠামোর নমুনাগুলি ফাইবারের দিকে এবং ফাইবারের দিকে লম্বভাবে পরিমাপের জন্য প্রস্তুত করা হয়েছিল। নমুনা প্রস্তুতির কারণে পৃষ্ঠের রুক্ষতার প্রভাব কমাতে নমুনাগুলিকে পৃষ্ঠের উপর (P320 গ্রিট) মাটিতে রাখা হয়েছিল, যা নমুনার মধ্যে কাঠামো প্রতিফলিত করে না।