বেরিয়াম সালফেট বিশ্বের সবচেয়ে সাদা রঙ তৈরি করে

জিউলিন রুয়ান, পারডু ইউনিভার্সিটির যান্ত্রিক প্রকৌশলের অধ্যাপক, এবং তার ছাত্ররা রেকর্ডে সবচেয়ে সাদা রঙ তৈরি করেছে

 

পারডু ইউনিভার্সিটির মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং এর প্রফেসর শিউলিন রুয়ান এবং তার ছাত্ররা একবার রেকর্ড করা সবচেয়ে সাদা রঙের পেইন্ট তৈরি করেছিলেন, যা এখন গিনেস বুক অফ ওয়ার্ল্ড রেকর্ডে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে। এই অতি-সাদা পেইন্টটি দৃশ্যমান আলোর 98.1% পর্যন্ত প্রতিফলিত করতে পারে এবং এর শক্তিশালী প্রতিফলনের কারণে, এটি আঁকা পৃষ্ঠ থেকে ইনফ্রারেড তাপও নির্গত করতে পারে এবং চমৎকার বিকিরণ শীতল কার্যক্ষমতা রয়েছে।

 

Xiulin Ruan রেকর্ডে তার ল্যাবের সবচেয়ে সাদা রঙের নমুনা ধরে রেখেছে

 

সাদা এমন একটি রঙ যা বর্ণালীতে সমস্ত রং ধারণ করে। এটি এমন একটি রঙ যা সর্বোচ্চ উজ্জ্বলতার সাথে আমরা আমাদের দৈনন্দিন জীবনে সংস্পর্শে আসি এবং এটি একটি বিশেষ রঙও। এটি অন্য রঙের সাথে মিশ্রিত করা যাবে না। এটি শিল্প ছাত্রদের পেইন্ট বাক্সে সবচেয়ে ব্যয়বহুল এবং লালিত অস্তিত্ব। এটি গাড়ির স্প্রে পেইন্ট এবং শিল্প আবরণগুলির মধ্যে তুলনামূলকভাবে ব্যয়বহুল।

 

সাদার "মান" বাড়ানোর অনেক কারণ রয়েছে। একটি উদাহরণ হিসাবে শিল্পে সাধারণত ব্যবহৃত সাদা পেইন্ট নিন। অন্যান্য পেইন্টের তুলনায়, এর রঙ আরও স্পষ্টভাবে অমেধ্য দ্বারা প্রভাবিত হয়, তাই এর পরিশোধন প্রক্রিয়া আরও জটিল হবে। একই সময়ে, সাদা পেইন্ট সহজেই অক্সিডাইজ হয় এবং হলুদ হয়ে যায়। কি ধরনের উপকরণ নির্বাচন করতে হবে এবং কীভাবে এর ম্যাট্রিক্সকে স্থিতিশীল করতে হবে তাও প্রযুক্তিগত অসুবিধা।

 

সংক্ষেপে, পেইন্ট যত সাদা হবে, এটি তৈরি করা তত কঠিন। কিন্তু বিজ্ঞানীরা কখনই চূড়ান্ত অনুসরণ করা বন্ধ করেনি, ঠিক যেমন মানুষ তৈরি করেছে কালো কালো "ভান্তা ব্ল্যাক", যা দৃশ্যমান আলোর 99.9% শোষণ করতে পারে। বিপরীতে, একজন মানুষ আছেন যিনি চূড়ান্ত শ্বেতকে অনুসরণ করতেও মগ্ন। ছয় বছরেরও বেশি সময় ধরে তার এবং তার দলের কঠোর পরিশ্রমের পর, অবশেষে তিনি সম্প্রতি এটি করেছেন। তিনি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের পারডু বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক রুয়ান শিউলিন। সম্প্রতি, তিনি মানব ইতিহাসের সবচেয়ে সাদা সাদা রঙ তৈরি করতে তার দলকে নেতৃত্ব দিয়েছেন। এই অতি-সাদা পেইন্টটি দৃশ্যমান আলোর 98.1% পর্যন্ত প্রতিফলিত করতে পারে, পাশাপাশি পেইন্ট করা পৃষ্ঠ থেকে ইনফ্রারেড তাপ নির্গত করতে পারে এবং চমৎকার বিকিরণ শীতল কার্যক্ষমতা রয়েছে।

 

একটি ইনফ্রারেড ক্যামেরা দেখায় কিভাবে সাদা সাদা রঙের একটি নমুনা (মাঝখানে গাঢ় বেগুনি বর্গক্ষেত্র) আসলে পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার নীচে বোর্ডকে শীতল করে, এমন কিছু যা এমনকি বাণিজ্যিক "তাপ প্রত্যাখ্যান" পেইন্টও করে না।

 

2008 সালে পারডু ইউনিভার্সিটিতে যোগদানের পর থেকে, প্রফেসর জিউলিন রুয়ান শক্তি এবং তাপপদার্থবিদ্যা প্রকৌশল গবেষণার জন্য প্রতিশ্রুতিবদ্ধ। সম্প্রতি সুপার হোয়াইট পেইন্টের গবেষণার ফলাফল প্রকাশের পর, তিনি অনেক মিডিয়ার সাক্ষাত্কার গ্রহণ করেন এবং এই পেইন্টটি প্রায় 1,000 বর্গ ইঞ্চি ছাদে প্রয়োগ করা হলে, বাড়ির অভ্যন্তরভাগে 10 কিলোওয়াট শক্তি পাওয়া যায়। শীতল শক্তি, এমনকি সেন্ট্রাল এয়ার কন্ডিশনার সহ বেশিরভাগ বাড়ির চেয়েও শীতল।

 

এর আগে, দক্ষ প্যাসিভ (রেডিয়েটিভ) কুলিং অর্জন করা খুব কঠিন ছিল। বর্তমানে, একটি তুলনামূলকভাবে উন্নত সমাধান হল জটিল মাল্টি-লেয়ার স্ট্রাকচার বা প্রতিফলিত ধাতু স্তর ব্যবহার করা, কিন্তু এটি অনেক ক্ষেত্রে তাদের প্রয়োগকে সীমিত করে। আরেকটি হল পেইন্টের মাধ্যমে প্যাসিভ শীতলতা অর্জন করা, কিন্তু বর্তমানে ব্যবহৃত বেশিরভাগ সাদা রঙের প্রতিফলন এখনও 80%-90% এর মধ্যে রয়েছে এবং কম প্রতিফলন পৃষ্ঠকে ঠান্ডা রাখা কঠিন করে তোলে। এর জন্য পেইন্টের একটি খুব পুরু স্তর পেইন্টিং করা প্রয়োজন, যা শুধুমাত্র অপচয় নয় বরং শক্ত করাও খুব সহজ, এবং এর প্রয়োগের সীমা সংকীর্ণ এবং শুধুমাত্র নির্দিষ্ট নির্দিষ্ট আবহাওয়ার পরিস্থিতিতে কাজ করতে পারে।

 

এই সমস্যাটি সমাধান করার জন্য, গবেষণা দলটি 95.5% এর প্রতিফলন সহ একটি ক্যালসিয়াম কার্বনেট-ভিত্তিক সাদা আবরণ উদ্ভাবন করেছে। এখন, তারা উদ্ভাবিত বেরিয়াম সালফেটের উপর ভিত্তি করে নতুন ন্যানোকম্পোজিট অতি-সাদা আবরণ নিঃসন্দেহে প্যাসিভ কুলিং প্রযুক্তির বিকাশকে আরও বেশি পরিমাণে প্রচার করেছে। তাদের গবেষণাপত্রটি "আমেরিকান কেমিক্যাল সোসাইটি অ্যাপ্লাইড ম্যাটেরিয়ালস অ্যান্ড ইন্টারফেস" জার্নালে একটি প্রচ্ছদ নিবন্ধ হিসাবে প্রকাশিত হয়েছিল।

 

"সাদা করা" গোপনীয়তা

এই সুপার-হোয়াইট পেইন্টটিতে দুটি সাদা করার "সিক্রেট" রয়েছে। একটি হল পেইন্ট ম্যাট্রিক্সে যোগ করা বেরিয়াম সালফেটের উচ্চ ঘনত্ব। এই যৌগটিতে একটি উচ্চ ইলেকট্রনিক ব্যান্ড গ্যাপ, কম সূর্যালোক শোষণ এবং উচ্চ প্রতিফলন রয়েছে। এটি প্রায়শই ধারাবাহিকতা পরিবর্তন করতে একটি ফিলার হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং কিছু সাদা রঙে যোগ করা হয়। এটি একটি ঝকঝকে এজেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং ফটো পেপার এবং প্রসাধনীতে যোগ করা যেতে পারে।

গবেষকরা বাজারে প্রচুর পরিমাণে সাদা আইটেম পরীক্ষা করেছেন এবং দেখেছেন যে বেরিয়াম সালফেট যোগ করা বস্তুর প্রতিফলনকে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করতে পারে, অর্থাৎ এটিকে আরও সাদা দেখাবে; দ্বিতীয়টি হল পেইন্টের ভিতরে বেরিয়াম সালফেট কণাগুলি বিভিন্ন আকারের এবং একটি বড় কণার আকারের ওঠানামা পরিসীমা রয়েছে। প্রতিটি কণা আলোকে যে মাত্রায় ছড়িয়ে দেয় তার কণার আকারের সাথে ওঠানামা করে, তাই পেইন্টের ভিতরে কণার কণার আকারের পরিসীমা বিতরণ যত বেশি হবে, পেইন্ট তত বেশি দৃশ্যমান আলো ছড়িয়ে দিতে পারে।

উচ্চ ঘনত্ব এবং বিভিন্ন কণা আকারের এই দুটি "সিক্রেট" এর সুপারপজিশন প্রভাব এই নতুন পেইন্টটিকে অত্যন্ত উচ্চ প্রতিফলিত করে তোলে। অবশ্যই, বেরিয়াম সালফেটের ঘনত্ব খুব বেশি হতে পারে না। যদিও উচ্চ ঘনত্ব পেইন্টকে সাদা করতে সাহায্য করে, তবে খুব বেশি ঘনত্ব পেইন্টটিকে শুকানোর পরে ফাটল বা খোসা ছাড়ানোর সম্ভাবনাও বাড়িয়ে তুলবে, ব্যবহারকারীর অভিজ্ঞতাকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করবে।

 

এয়ার কন্ডিশনার প্রতিস্থাপন করুন

আমরা সবাই জানি, সাদা আলো একটি জটিল রঙের আলো, এবং একটি অস্বচ্ছ বস্তু বিভিন্ন রঙের আলো শোষণ করে এবং একই রঙের আলোকে প্রতিফলিত করে, তাই সাদা বস্তুর প্রতিফলন বেশি থাকে। ছাদ আঁকার জন্য যখন সাদা রঙ ব্যবহার করা হয়, তখন এটি সূর্যের উজ্জ্বল তাপকে অনেকাংশে প্রতিফলিত করতে পারে, কার্যকরভাবে বিকিরণ তাপ স্থানান্তর এবং পরিচলন তাপ স্থানান্তর হ্রাস করে।

2010 সালে জিওফিজিক্যাল রিসার্চ লেটার্স-এর একটি সমীক্ষা অনুসারে, যদি শহরের বাড়ির ছাদগুলি আদর্শ সাদা রং দিয়ে আঁকা হয়, কম্পিউটার সিমুলেশনে দেখা গেছে যে এটি তাপ দ্বীপের প্রভাবকে 33% কমাতে পারে, সামগ্রিকভাবে কমিয়ে দিতে পারে। শহরের তাপমাত্রা 0.4 ডিগ্রী দ্বারা , এবং উল্লেখযোগ্যভাবে অন্দরের তাপমাত্রা হ্রাস করে, যার ফলে এয়ার কন্ডিশনারগুলির ব্যবহারের হার হ্রাস পায় এবং শক্তি সংরক্ষণের উদ্দেশ্য অর্জন এবং নির্গমন হ্রাস।

 

বেরিয়াম সালফেট-এক্রাইলিক অ্যাসিড যৌগিক আবরণের মাইক্রোস্ট্রাকচার যার আয়তনের ঘনত্ব 60%

 

পারডু ইউনিভার্সিটি দ্বারা তৈরি পেইন্টের প্রতিফলন সাধারণ বাণিজ্যিক পেইন্টের তুলনায় অনেক বেশি, যার মানে এটি একটি ভাল শীতল প্রভাব রয়েছে। গবেষকরা বাইরে পেইন্টের শীতল কার্যকারিতা পরীক্ষা করার জন্য একটি থার্মোকল উচ্চ-নির্ভুলতা তাপমাত্রা সনাক্তকরণ ডিভাইস ব্যবহার করেছেন। প্রদর্শনী পরীক্ষায়, এই পেইন্টটি বিভিন্ন পরিবেশে ব্যবহার করা যেতে পারে। রাতে, এটি আঁকা পৃষ্ঠকে আশেপাশের তাপমাত্রার চেয়ে 11 ডিগ্রি কম করতে পারে এবং দুপুরের প্রবল সূর্যের আলোতে, এটি আশেপাশের পরিবেশের চেয়ে 5 ডিগ্রি কম পৃষ্ঠকে শীতল করতে পারে। আরও পরীক্ষায়, গবেষকরা দেখেছেন যে এমনকি শীতের ঠান্ডা পরিবেশেও (পরীক্ষার তাপমাত্রা প্রায় 6 ডিগ্রি ছিল), এটি এখনও নমুনার পৃষ্ঠকে 10 ডিগ্রি কমাতে পারে, যা প্রমাণ করে যে পেইন্টটির চমৎকার প্রতিফলিত শীতল কার্যক্ষমতা রয়েছে।

 

পারডু ইউনিভার্সিটির গবেষক শিউলিন রুয়ান এবং জোসেফ পিপলস একটি ছাদে সাদা রঙের নমুনার শীতল কর্মক্ষমতা তুলনা করতে একটি ইনফ্রারেড ক্যামেরা ব্যবহার করেন।

 

প্রকৃতপক্ষে, এই নতুন ধরনের অতি-সাদা পেইন্টটি মূলত গবেষণা দলের একটি বাতিক থেকে এসেছে। তারা মূলত ঘর ঠান্ডা করার জন্য ঐতিহ্যবাহী এয়ার কন্ডিশনার প্রতিস্থাপন করতে অতি-সাদা রঙ ব্যবহার করতে চেয়েছিল। এর পরে, তারা 1970-এর দশকে বিকশিত রেডিয়েশন কুলিং পেইন্টের উপর ভিত্তি করে অনেক উন্নতি করেছে এবং ছয় বছরেরও বেশি অনুপাত গবেষণা ও পরীক্ষা পরিচালনা করেছে। পেইন্টের ভিত্তি উপাদান নির্বাচনের জন্য, তারা প্রাথমিকভাবে 100 টিরও বেশি বিভিন্ন উপকরণ বিবেচনা করেছিল। অনেক পরীক্ষা-নিরীক্ষার পর, তারা ধীরে ধীরে পরিসরটি 10-এ সংকুচিত করে। এর পরে, তারা এই 10টি গোষ্ঠীর প্রতিটির জন্য 50টি ভিন্ন সূত্রের ক্রস-পরীক্ষা পরিচালনা করে।

 

তারা প্রাথমিকভাবে একটি ক্যালসিয়াম কার্বনেট-ভিত্তিক সাদা পেইন্ট পেয়েছিল, কিন্তু ক্যালসিয়াম কার্বনেট চরম আবহাওয়ায় যেমন অ্যাসিড বৃষ্টিতে প্রতিক্রিয়া দেখাতে পারে এবং পেইন্টের অবনতি ঘটাতে পারে, তাই তারা একটি বেরিয়াম সালফেট-ভিত্তিক পেইন্ট চালু করে, এবং বিশেষভাবে জটিলতার জন্য পেইন্টের স্থায়িত্বকে অপ্টিমাইজ করে। বহিরঙ্গন পরিবেশ, এবং অবশেষে 60% এর ভলিউম ঘনত্ব সহ একটি বেরিয়াম সালফেট-এক্রাইলিক অ্যাসিড যৌগিক পেইন্ট সূত্র নির্বাচন করে। এটি আরও দেখায় যে ক্যালসিয়াম কার্বনেট অ্যাসিড এবং ক্ষার প্রতিরোধে বেরিয়াম সালফেটের মতো ভাল নয়।

 

প্রফেসর শিউলিন রুয়ান বলেছেন যে তারা যে নতুন ধরণের পেইন্ট আবিষ্কার করেছেন তা প্রতিফলিততা, শীতল কার্যকারিতা এবং স্থিতিশীলতার ক্ষেত্রে বর্তমানে ব্যবহৃত অন্যান্য বাণিজ্যিক সাদা রঙের তুলনায় উচ্চতর। একই সময়ে, এর উত্পাদন প্রক্রিয়া সাধারণ বাণিজ্যিক পেইন্ট প্রক্রিয়াগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং খরচ নিয়ন্ত্রণযোগ্য। অতএব, এই পেইন্টের স্পেস ঠান্ডা করার খরচ কমাতে, শহুরে দ্বীপের প্রভাব মোকাবিলা এবং ভবিষ্যতে গ্লোবাল ওয়ার্মিং কমানোর জন্য ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে। বিবিসির সাথে একটি সাক্ষাত্কারে, তিনি আরও বলেছিলেন: "আমরা একটি খুব মোটামুটি হিসাব করেছি যে পৃথিবীর পৃষ্ঠের মাত্র 1% (সম্ভবত জনবসতিহীন অঞ্চলে কিছু শিলা) জলবায়ু পরিবর্তনের সাথে লড়াইয়ে ভূমিকা রাখতে এই পেইন্ট দিয়ে প্রলেপ দেওয়া দরকার। একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ।"

 

ইউনফু হংঝি নিউ মেটেরিয়ালস কোং লিমিটেডের প্রসিপিটেটেড বেরিয়াম সালফেটের দিকে মনোযোগ দিন।

Yunfu Hongzhi New Materials Co., Ltd. কাস্টমাইজড পণ্য এবং পরিষেবা প্রদানের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে 30 ন্যানোমিটার থেকে 10 মাইক্রনের গড় কণার আকার সহ বিভিন্ন প্রিপিটেটেড বেরিয়াম সালফেট পণ্য উত্পাদন করার ক্ষমতা রাখে। এটা উল্লেখ করার মতো যে আমরা গ্রাহকের চাহিদা অনুযায়ী পণ্যগুলিতে বিভিন্ন পৃষ্ঠের চিকিত্সা করতে পারি।

 

অধ্যাপক Xiulin Ruan এর দলের গবেষণার উপর ভিত্তি করে, বেরিয়াম সালফেট বিশ্বের সবচেয়ে সাদা রঙ তৈরি করে, যা দেখায় যে Yunfu Hongzhi New Materials Co., Ltd. এর প্রিপিপিটেটেড বেরিয়াম সালফেট আবরণ প্রয়োগে কার্যকরী সংযোজন হিসেবে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। বেরিয়াম সালফেটের উচ্চ শুভ্রতা এবং অ্যাসিড এবং ক্ষার প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। এটি বিভিন্ন কণা আকারের গুঁড়ো একত্রিত করে উত্পাদিত হয়, যা আবরণটিকে প্রশস্ত বর্ণালী বিক্ষিপ্ত করে তুলতে পারে এবং সর্বোচ্চ প্রতিফলন পেতে সহায়তা করে। একে বলা হয় তাপ প্রতিফলিত আবরণ।

 

ইউনফু হংঝি নিউ মেটেরিয়ালস কোং, লিমিটেডের প্রকৌশলীরা আরও বলেছেন যে কণার মধ্যে ফাঁক কমাতে এবং প্রতিফলন উন্নত করতে বেরিয়াম সালফেটের উচ্চ ঘনত্ব এবং বেরিয়াম সালফেটের বিভিন্ন আকারের কণার সংমিশ্রণ যোগ করে, কম তেল শোষণের কারণে আরও যোগ করা যেতে পারে। বেরিয়াম সালফেটের। আমাদের প্রসিপিটেটেড বেরিয়াম সালফেটের একটি সংকীর্ণ কণা আকারের বন্টন এবং আরও অভিন্ন কণা রয়েছে। বিভিন্ন কণা আকারের সংমিশ্রণের মাধ্যমে প্রভাবটি আরও ভাল হবে। আমাদের আল্ট্রা হোয়াইট বেরিয়াম সালফেট এমন আবরণে খুব জনপ্রিয় যেগুলির জন্য উচ্চ গ্লস প্রয়োজন, এবং বিলুপ্ত হওয়া বেরিয়াম সালফেটের ম্যাট এবং আধা-ম্যাট আবরণেও এর অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে।

 

 

প্রফেসর শিউলিন রুয়ানের দল কেবল স্থাপত্যের আবরণেই নয়, গাড়ি, বিমান এবং মহাকাশযানের জন্য স্প্রে পেইন্টেও দুর্দান্ত সাফল্য অর্জন করেছে। বেরিয়াম সালফেট কঠিন উপাদান বাড়াতে পারে এবং VOC কমাতে পারে, যা এয়ার কন্ডিশনার খরচ কমাতে সাহায্য করতে পারে, এবং যেহেতু এই এয়ার কন্ডিশনার সিস্টেমগুলি জ্বালানি খরচ করে, তাই এটি পেট্রোল বাঁচাতেও সাহায্য করতে পারে। আবরণ প্রয়োগে, একটি কার্যকরী উপাদান, প্রসিপিটেটেড বেরিয়াম সালফেট যোগ করা অভ্যন্তরীণ শীতাতপ নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তা কমাতে পৃষ্ঠকে যথেষ্ট ঠান্ডা রেখে বিশ্ব উষ্ণায়নের বিরুদ্ধে লড়াই করতে পারে।