தானாகவே சுத்தம் செய்யும் பரப்புகள் (Self-cleaning surface coating)

நீர் விலக்குமை பூச்சுகள் ( water repelling coating) என்றால் என்ன? என்று நண்பர்கள் கேட்டிருந்தார்கள்.

இது குறித்து அவ்வப்போது நான் எழுதி வந்தாலும் எளிய வார்த்தைகளில் சொல்லி விடுகிறேன்.

தாமரை இலையில் நீர் ஒட்டாது உருண்டு ஓடும். இதனை லோட்டஸ் எபக்ட் (lotus effect) என்று பொதுவாக சொல்வார்கள்.

எப்படி தாமர இலை மீது மட்டும் நீர் ஒட்டுவதில்லை?

காரணம், தாமரை இலையின் மீது உள்ள மெழுகு (wax) போன்ற பூச்சு. இந்த மெழுகுப் பூச்சு இலையின் மீது நீர்த் தொடு கோணத்தை அதிகரிக்கிறது. அதாவது, தொடு கோணம் 90 டிகிரிக்கு மேல் இருந்தால் நீர் அப்பரப்போடு ஒட்டாது விலகி ஓடும். இத்தையக பரப்பினை நீர் விலக்குமை பரப்பு (hydrophobic surface) என்று அழைக்கலாம். தொடுகோணம் மிக அதிகமாக 150 டிகிரிக்கு மேல் இருந்தால் நீர் அதிவிலக்குமை பரப்பு (superhydrophobic) எனலாம். எனவே நீர் ஒரு பரப்போடு ஒட்டியிருக்க, தொடு கோணமானது 90 டிகிரிக்கு (hydrophilic surface) கீழே இருக்க வேண்டும்.

இதனால் என்ன பயன்?

இயற்கையிலேயே தாமரை இலையில் அமைந்திருக்கும் மெழுகைப் போலவே செயற்கை முறையில் உருவாக்கப்படும் பூச்சுகள், ஒரு குறிப்பிட்ட சுவர் அல்லது பரப்பின் மீது படியும் அழுக்கு, பிசின், எண்ணெய், சேறு, இன்னபிற மாசுக்கள் ஒட்டாதவாறு சுத்தமாக வைத்திருக்க உதவுகிறது. குறிப்பாக பல அடுக்குமாடி கட்டிடங்களின் சுவர்கள், சன்னல்கள், வாகனங்களின் சன்னல்கள், அதன் வெளிப்புற பகுதி, வீட்டு உபயோக பொருட்கள், மருத்துவ பயன்பாட்டு கருவிகள் ஆகியவற்றை வெளிப்புற தூசு, அழுக்கில் இருந்து எளிதாக‌  பல் பயன்பாட்டிற்கு இந்த பூச்சுகளை பயன்படுத்தலாம். இதன் மூலம் மனித ஆற்றல் செலவு வெகுவாக சேமிக்கப்படுகிறது.

சமீபத்தில் நீரில் இருந்து எண்ணெயினை பிரித்தெடுக்கும் சல்லடைகளாக‌ நீர் விலக்குமை பண்பைப் போலவே, எண்ணெய் விலக்குமை (Oleophobic)  பண்புள்ள பூச்சுகளை பயன்படுத்துகிறார்கள். கடல் விபத்துகளில் நிகழும் எண்ணெய் கசிவினை கடல் நீரில் இருந்து அப்புறப்படுத்த பூச்சுகளை பயன்படுத்துகிறார்கள். குறிப்பாக நானோ (nanoparticle) அளவிலான பூச்சுகள் பெரிய அளவில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

நேரடியான சோதனை மூலம் விளக்க, இங்கே எமது கூட்டு ஆராய்ச்சியில் உருவாக்கப்பட்ட நானோ வடிவிலான‌ காப்பர் ஆக்சைடு பூச்சு (coppe oxide coating ) எவ்வாறு ஒரு கண்ணாடி பரப்பின் மீது கொட்டப்பட்டுள்ள கரி (carbon) துகள்களை அப்புறப்படுத்துவது என தாமரை இலையோடு ஒப்பிட்டுள்ளேன்.

நானோ அளவிலான காப்பர் ஆக்சைடு பூச்சு நீர் அதிவிலக்குமை பண்பினை கொண்டிருக்கிறது. ஆகையால், நீர் திவலைகள் காப்பர் ஆக்சைடு பரப்பின் ஒட்டாமல் உருண்டு ஓடும் போது அதன் மீது கொட்டப்பட்டுள்ள‌கரித்துகள்களை எளிதாக அப்புறப்படுத்துகிறது என நிரூபித்துள்ளோம். மேலும் இவ்வாய்வில் அதி வேகமாக நீரை இந்த பூச்சின் மீது செலுத்தும் போது பூச்சின் பரப்பு பிய்ந்து கொள்ளாமல் உறுதியாகவும் உள்ளது.  

பயன்பாட்டிற்கு தகுந்த வாறு தற்போது அதிவெப்பநிலையினை தாங்க கூடிய பாலிமர் பூச்சுகளை தானாகவே சுத்தம் செய்யும் பரப்புகளுக்காக‌(Self-cleaning coating) ஆராய்ச்சியாளர்கள் வடிவமைத்துள்ளனர்.