लोखंड व त्यावरील लेपनाची झीज मोजणे होणार शक्य, आयआयटी मुंबईच्या संशोधकांचे संशोधन

मुंबई : कोणताही धातू गंजू नये यासाठ त्यावर संरक्षणात्मक लेपन (कोटिंग) लावण्यात येते. काही कालावधीनंतर हे लेपन नष्ट होऊन धातू गंजण्यास सुरुवात होते. मात्र ही बाब लगेच लक्षात येत नाही. त्यामुळे धातूवरील संरक्षणात्मक लेपनाच्या झिजण्याचे प्रमाण मोजण्यासाठी भारतीय तंत्रज्ञान संस्थान मुंबईच्या (आयआयटी मुंबई) संशोधकांनी नवीन तंत्र विकसित केले आहे. दोन भिन्न विद्युत रासायनिक तंत्राचा एकत्रित उपयोग करून संशोधकांनी धातूवरील संरक्षणात्मक लेपनाचा ऱ्हास किती वेगाने होतो याचे अचूक मूल्यांकन करणे शक्य असल्याचे सिद्ध केले आहे.

धातूची झीज रोखण्यासाठी त्यावर ऑरगॅनिक किंवा कार्बनी कोटिंग लावणे हा एक मार्ग आहे. हे लेप रंग किंवा वार्निशच्या स्वरूपात धातूवर चढवले जातात. लेपनाची कार्यक्षमता काळानुसार कमी होऊन धातूला हानी पोहोचते. ‘ऑक्सिजन क्षपण अभिक्रिये’मुळे लेपन खराब होऊन किती लवकर धातू गंजण्यास सुरुवात होईल याचा अंदाज येण्यासाठी ऑक्सिजन क्षपण अभिक्रिया (ऑक्सिजन रिडक्शन रिॲक्शन) किती वेगाने होते हे समजणे महत्त्वाचे आहे. यासाठी आयआयटी मुंबईच्या धातूकर्म अभियांत्रिकी आणि पदार्थविज्ञान विभागातील प्राध्यापक विजयशंकर दंडपाणी यांच्या नेतृत्वाखाली संशोधकांनी साधारण दोन वर्षांपूर्वी धातूचे गंजण्यापासून संरक्षणासाठी लावण्यात येणाऱ्या लेपनाच्या कार्यक्षमतेच्या विश्लेषणासाठी सुधारित परिमाणात्मक पद्धत तयार केली. या नाविन्यपूर्ण पद्धतीमध्ये संशोधकांनी हायड्रोजन पर्मियेशन-आधारित पोटेंशियोमेट्री (एचपीपी) आणि इलेक्ट्रोकेमिकल इम्पीडन्स स्पेक्ट्रोस्कोपी (ईआयएस) तंत्रांचा एकत्रित उपयोग केला. यामुळे कार्बन लेपन आणि धातूमधील अंतरपृष्ठावर झीज होण्याचा वेग मोजता आला, असे प्रा. विजयशंकर दंडपाणी यांनी सांगितले.

आयआयटी मुंबईच्या गटाने फ्रान्सच्या ब्रेस्ट विद्यापीठातील संशोधकांबरोबर हा मापन प्रयोग केला. या संशोधनाला इंडो-फ्रेंच सेंटर फॉर प्रमोशन ऑफ ॲडवान्सड रिसर्च आणि भारताच्या विज्ञान व अभियांत्रिकी संशोधन मंडळाकडून निधी प्राप्त झाला.

कसे केले संशोधन

संशोधकांनी पॅलॅडियमच्या पटलावर (मेम्ब्रेन) लोखंडाचा एक पातळ थर दिला. त्या लोखंडावर पॉलिमिथाइल मिथाक्रिलेट नावाच्या पॉलिमरचा लेप दिला. एचपीपी-इआयएस पद्धतीचा वापर करून त्यांनी पॉलिमिथाइल मिथाक्रिलेट आणि लोखंड यांच्यामधील अंतरपृष्ठावर ऑक्सिजन क्षपण अभिक्रिया किती गतीने होत आहे हे मोजले. त्यांनी विद्युत धारा-विद्युत दाब यांचा आलेख काढला आणि संबंधित संरोध (इम्पीडन्स) मूल्ये मोजली. ही मूल्ये लेपन नसलेल्या लोखंडाच्या पृष्ठभागाच्या तुलनेत जास्त होती. उच्च संरोध मूल्ये असलेल्या पृष्ठभागावर गंजण्याचा दर कमी, तर संरोध मूल्ये कमी असलेल्या पृष्ठभागावर गंजण्याचा दर उच्च असल्याचे निदर्शनास आले.

या पद्धतीचा वापर कोठे होऊ शकतो

एचपीपी-इआयएस पद्धतीमुळे कार्बन संरक्षण किती लवकर खराब होऊन लोखंडाला गंजू देईल यावर लक्ष ठेवता येईल. ही पद्धत केवळ पोलाद उद्योगासाठीच नव्हे, तर फ्युएल-सेल क्षेत्रातही उपयुक्त ठरेल. तसेच हायड्रोजन-मिश्रित नैसर्गिक गॅस वाहून नेणाऱ्या वाहिनीवरील रंगाचा थर किती लवकर खराब होईल हे तपासण्यासाठी केला जाऊ शकतो, असे प्रा. विजयशंकर यांनी सांगितले.