गेटी इमेजेजजेट इंजन इंसानों द्वारा अब तक पेश की गई इंजीनियरिंग की सबसे आश्चर्यजनक उपलब्धियों में से एक है।
वेल्स में एक उपकरण परीक्षण कंपनी माइक्रो मैटेरियल्स में सामग्री अनुसंधान के निदेशक बेन बीक कहते हैं, लेकिन जेट इंजन संभव नहीं होना चाहिए।
“आने वाली हवा नीचे धातु के पिघलने बिंदु से अधिक गर्म है – जो स्पष्ट रूप से एक अच्छी बात नहीं है,” वह बताते हैं, यह बताते हुए कि यह हवा 1,000C से ऊपर तापमान तक पहुंचती है।
जेट इंजनों के डिजाइनरों ने आवेदन करके इस समस्या से निजात पा ली है गर्मी प्रतिरोधी सिरेमिक कोटिंग्स इंजन ब्लेड के लिए. और अब, शोधकर्ता और भी मजबूत कोटिंग विकसित कर रहे हैं जो इंजनों को अभी भी अधिक गर्म चलने की अनुमति देती है।
डॉ. बीक कहते हैं, “यदि आप इसे अधिक गर्म कर देते हैं, तो ईंधन और CO2 पर भारी बचत होती है।” उनका अनुमान है कि तापमान को केवल 30C या इसके आसपास बढ़ाकर, आपको 8% ईंधन की बचत हो सकती है।
यह कोटिंग्स की शक्ति है – वे अंतर्निहित सामग्री की कार्यक्षमता और क्षमताओं को मौलिक रूप से बदल देते हैं। कुछ लोगों को एहसास है कि वे कितने महत्वपूर्ण हैं, लेकिन ये ओवरले और विनीर्स उच्च प्रदर्शन वाली मशीनों को सुपरचार्ज कर सकते हैं, या यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि महंगे उपकरण सबसे कठोर वातावरण में भी जीवित रहें।
डॉ बीक और उनके सहयोगियों को कोटिंग्स को उनकी सीमा तक पहुंचाने का काम सौंपा गया है, ताकि यह देखा जा सके कि वे वास्तव में कितने मजबूत या प्रभावी हैं। उनके ग्राहकों को हमेशा वे परिणाम नहीं मिलते जो वे चाहते हैं। उन्हें याद है कि कुछ साल पहले उन्होंने एक मिसाइल निर्माता से कहा था, “हमने आपकी कोटिंग तोड़ दी है।” डॉ. बीक कहते हैं, ”वे हड़बड़ाहट में भाग गए।”
कोटिंग्स को उच्च तापमान पर उजागर करने के अलावा, माइक्रो मटेरियल्स में एक “कठफोड़वा” उपकरण, एक छोटा हीरा स्टाइलस भी होता है, जो कोटिंग के स्थायित्व का परीक्षण करने के लिए उसे यादृच्छिक स्थानों पर बार-बार टैप करता है।
हाल ही में, फर्म ने यूके स्थित टीयर कोटिंग्स के साथ एक उत्पाद का परीक्षण करने के लिए काम किया है जिसे विभिन्न चलती भागों में उपयोग किए जाने वाले गियर और बीयरिंग सहित उपग्रह घटकों पर लागू किया जा सकता है।
कंपनी के ज़ियाओलिंग झांग कहते हैं, यह एक मुश्किल काम है, क्योंकि कोटिंग को ऐसे घटकों को प्री-लॉन्च (जब वे जमीनी स्तर पर वायुमंडलीय आर्द्रता के संपर्क में आते हैं) और कक्षा में भी, अंतरिक्ष में धूल के कणों और विकिरण से बचाना चाहिए। हालाँकि, उनका दावा है कि फर्म ने वांछित परिणाम हासिल किए हैं।
लेकिन अंतरिक्ष यान की सुरक्षा के अलावा, कोटिंग्स अंतरिक्ष यात्रियों को बीमार होने से भी रोक सकती हैं।
बायोफिल्म्स – पाइपों के अंदर बैक्टीरिया का चिपचिपा संचय – कम गुरुत्वाकर्षण वाले वातावरण में तेजी से बढ़ेंजो उदाहरण के लिए, पानी की आपूर्ति या अंतरिक्ष स्टेशनों या भविष्य के अंतरिक्ष यान पर तरल पदार्थ ले जाने वाली मशीनरी के लिए एक समस्या हो सकती है।
मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में कृपा वाराणसी कहती हैं, “बायोफिल्म्स को यांत्रिक विफलताओं का कारण माना जाता है।” “आप यह नहीं चाहते।”
साथप्रोफेसर वाराणसी और उनके सहयोगियों ने कोटिंग्स की एक श्रृंखला विकसित की है जो सतहों को फिसलनदार बनाती है और इसलिए बायोफिल्म के निर्माण के लिए प्रतिरोधी है। अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर किए गए एक प्रयोग में ऐसी ही एक कोटिंग के परीक्षण से पता चला जैसा इरादा था वैसा काम किया.
कोटिंग के पीछे का विचार एक ठोस पदार्थ और स्नेहक को एक साथ मिलाना है। इसके बाद इसे पाइप या ट्यूब के अंदरूनी हिस्से पर स्प्रे किया जाता है, जिससे वह अंदरूनी सतह बेहद फिसलन भरी हो जाती है।
प्रोफेसर वाराणसी पहले भी इसी तरह की कोटिंग विकसित करने के लिए सुर्खियां बटोर चुके हैं टूथपेस्ट पैकेट के अंदर का भाग – ताकि आप टूथपेस्ट का हर आखिरी टुकड़ा निकाल सकें। उन्होंने और उनके सहयोगियों ने अपनी स्पिन-आउट कंपनी लिक्विग्लाइड के माध्यम से प्रौद्योगिकी का व्यावसायीकरण किया है।
गेटी इमेजेजफिसलन, शायद, एक कम सराही गई विशेषता है। नॉर्वेजियन यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी में नूरिया एस्पालर्गस और उनके सहयोगियों ने एल्यूमीनियम निर्माण या मरम्मत में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों के लिए एक सिलिकॉन कार्बाइड-आधारित कोटिंग विकसित की है।
यह एक प्रकार का नॉन-स्टिक फ्राइंग पैन समाधान है, जिसका अर्थ है कि पिघले हुए एल्यूमीनियम की परतें इस महंगे उपकरण पर नहीं चिपकती हैं। हालाँकि, इस विशेष कोटिंग की सटीक कार्यप्रणाली फिलहाल एक रहस्य है।
“ईमानदारी से कहूं तो, हम वास्तव में नहीं जानते कि यह कैसे काम करता है, तंत्र इस समय अज्ञात है,” प्रोफ़ेसर एस्पलार्गास कहते हैं।
बहरहाल, कोटिंग उसकी स्पिन-आउट कंपनी सीरम कोटिंग्स के माध्यम से व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है। औद्योगिक मशीनरी बनाने और मरम्मत करने वाली अमेरिकी कंपनी एटलस मशीन एंड सप्लाई ने इसका परीक्षण किया है।
मुख्य नवाचार अधिकारी जेरेमी रिडबर्ग कहते हैं, “असली लाभ उपकरणों के जीवन को बढ़ाने और उत्पादित उत्पादों की गुणवत्ता में सुधार करने में निहित है।”
उनका कहना है कि, कोटिंग के बिना, एटलस को हर दो दिन में एल्यूमीनियम पर काम करने के लिए उपयोग किए जाने वाले रोलर टूल्स का पुनर्निर्माण करना होगा। इस पर सालाना 4.5 मिलियन डॉलर का खर्च आता है। लेकिन नई कोटिंग का मतलब है कि ये उपकरण केवल कुछ दिन नहीं बल्कि पूरे एक सप्ताह तक चलते हैं, जिससे पुनर्निर्माण की लागत लगभग $1.3m प्रति वर्ष कम हो जाती है।
गेटी इमेजेजकोटिंग्स कुछ आश्चर्यजनक चीजें कर सकती हैं, लेकिन वे हमेशा अपेक्षा के अनुरूप काम नहीं करती हैं, सफिनाह ग्रुप के प्रबंध निदेशक एंडी हॉपकिंसन कहते हैं, एक कंपनी जिसे अक्सर कोटिंग्स के गलत होने पर जांच के लिए बुलाया जाता है।
“हम इस समय कार पार्कों के साथ बहुत सारी समस्याएं देख रहे हैं, जहां उनकी निष्क्रिय अग्नि सुरक्षा प्रणाली ख़राब हो रही है,” वह कहते हैं, कभी-कभी कंक्रीट संरचनाओं पर लगाए जाने वाले आग प्रतिरोधी पेंट का जिक्र करते हुए।
और उनकी कंपनी ने यह भी पाया है कि वाणिज्यिक जहाजों पर लगाए गए कोटिंग्स हमेशा बार्नाकल और अन्य समुद्री जीवन को पतवार से जुड़ने से नहीं रोकते हैं। बायोफ़ूलिंग के रूप में जानी जाने वाली यह समस्या जहाज़ के घर्षण यानी घर्षण को बढ़ाती है इंजन को अधिक मेहनत करनी होगी – और अधिक ईंधन जलाएं।
मदद करने का वादा करने वाली कोटिंग्स की उपलब्धता के बावजूद, जहाज मालिक हमेशा अपने जहाज के लिए सही कोटिंग का चयन नहीं करते हैं। डॉ हॉपकिंसन का कहना है कि यह विकल्प इस बात पर निर्भर होना चाहिए कि जहाज कहां जा रहा है, गति के बजाय निष्क्रिय रहने में कितना समय लगेगा, इत्यादि।
इस तरह के मुद्दों को ठीक करने की लागत कई हजारों या लाखों पाउंड तक हो सकती है। “आम तौर पर, पेंट की लागत परियोजना के 1 से 2% के बीच होती है। समस्या यह है कि जब यह गलत हो जाता है, तो लागत बहुत अधिक हो जाती है,” श्री हॉपकिंसन कहते हैं।
हालाँकि, इस क्षेत्र में काम करने वाले शोधकर्ताओं का कहना है कि कोटिंग्स में सुधार करने और नई कोटिंग्स विकसित करने के अभी भी कई अवसर हैं जो भविष्य में मशीनों या बुनियादी ढांचे के प्रदर्शन में काफी सुधार कर सकते हैं।
