மைக்ரோபிளாஸ்டிக் கழிவிலிருந்து ஒளிரும் குவாண்டம் புள்ளிகள்: புற ஊதா தடுக்கும் உணவுப் படலம் உருவாக்கிய ஜப்பான் ஆய்வு

ஜப்பானின் சைதாமா பல்கலைக்கழக ஆய்வாளர்கள், பாலிஅமைட் மைக்ரோபிளாஸ்டிக் கழிவுகளை ஒளிர்திறன் கொண்ட சிறிய கார்பன் துகள்களான கார்பன் குவாண்டம் புள்ளிகளாக (CQDs) மாற்றியுள்ளனர். இவை பொட்டலமிடல் உள்ளிட்ட பல துறைகளில் பயன்படக்கூடும் என Phys.org வலைத்தளத்தில் வெளியான ஓர் ஆய்வறிக்கை தெரிவிக்கிறது. இந்தக் குழுவுக்கு டாக்டர் கிறிஸ்டியன் எபேரே என்யோ தலைமை தாங்கினார். சைதாமா பல்கலைக்கழகத்தின் அறிவியல் மற்றும் பொறியியல் முதுகலைப் பள்ளியின் ஓய்வுபெற்ற பேராசிரியர் வாங் கிங்யுவேவும் இணைந்து தலைமை தாங்கினார். இந்தக் குழு ஒரு பாத்திரத்தில் வெப்பமும் நீரும் கொண்டு பொருளை கார்பன் துகள்களாக மாற்றும் ஒரு-பாத்திர ஹைட்ரோதர்மல் கார்பனைசேஷன் செயல்முறையைப் பயன்படுத்தியது. இந்தச் செயல்முறை மூலமாக, இந்தக் குழு இந்தப் பிளாஸ்டிக் கழிவிலிருந்து நான்கு வகையான கார்பன் குவாண்டம் புள்ளிகளை உருவாக்கியது.

இந்தத் துகள்கள் பாலிவினைல் ஆல்கஹால் (PVA) என்னும் பொருளுடன் கலக்கப்பட்டன. உயிர்சிதைவடையும் தன்மை, உயிர் இணக்கத்தன்மை, தெளிவுத்தன்மை, படலமாக்கும் திறன் ஆகியவற்றுக்காக PVA ஏற்கெனவே நிலைத்தன்மையான பொட்டலமிடல் பொருளாக அறியப்படுகிறது. கார்பன் குவாண்டம் புள்ளிகளைச் சேர்த்ததால், ஒளிரும், நெகிழக்கூடிய, புற ஊதா (UV) கதிர்வீச்சைத் தடுக்க உதவும் தெளிவான படலங்கள் உருவாகின. இது PVA பொருளின் முக்கியப் பலவீனத்தைச் சரிசெய்கிறது. அந்தப் பலவீனம் என்னவெனில், பழங்கள், பால் பொருட்கள், உண்ணும் எண்ணெய்கள், மருந்துகள் போன்ற ஒளிக்கு உணர்வுள்ள பொருட்களுக்குப் பயன்படுத்துவதைக் கட்டுப்படுத்தும் அளவுக்குப் பலவீனமான புற ஊதாப் பாதுகாப்பே ஆகும்.

ஆடைத் துணிகள், மீன்பிடி வலைகள், பொட்டலமிடல் மற்றும் பொறியியல் பொருட்களில் காணப்படும் பாலிஅமைட், மைக்ரோபிளாஸ்டிக் மாசுபாட்டின் வளர்ந்துவரும் மூலமாக உள்ளது. நிலப்புதைப்பு, எரிப்பு, இயந்திர மறுசுழற்சி உள்ளிட்ட வழக்கமான அப்புறப்படுத்தல் மற்றும் மறுசுழற்சி முறைகள் இதை சமாளிக்கத் திணறுகின்றன. நீர், மண், காற்று, மனித உடல் என பரவிய பிறகு மைக்ரோபிளாஸ்டிக்குகளை அகற்றுவதில் மட்டும் கவனம் செலுத்தாமல், அந்தப் பொருள் ஒரு பயனுள்ள மூலப்பொருளாக இருக்க முடியுமா என்பதை ஆய்வாளர்கள் பரிசோதித்தனர். கார்பன் குவாண்டம் புள்ளிகள் ஒளியில் நிலைத்திருக்கும் தன்மை கொண்டவை; மேலும், அவற்றின் ஒளியியல் பண்புகளைச் சரிசெய்யவும் முடியும். இதனால், உணர்திறன், பயோஇமேஜிங் (bioimaging), ஆப்டோஎலக்ட்ரானிக்ஸ் (optoelectronics), சுற்றுச்சூழல் தொழில்நுட்பங்கள் ஆகியவற்றில் அவை மதிப்புமிக்கவையாக உள்ளன.

கழிவிலிருந்து கார்பன் குவாண்டம் புள்ளிகளை உருவாக்குவது மட்டுமல்ல, அவற்றை ஒரு குறிப்பிட்ட செயல்பாட்டுக்கு ஏற்றவாறு வடிவமைத்ததே இந்த ஆய்வின் முக்கிய முன்னேற்றம் என ஆய்வாளர்கள் தெரிவித்தனர். தூய்மையான, ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட, போரான்-டோப் செய்யப்பட்ட, நைட்ரஜன்-டோப் செய்யப்பட்ட ஆகிய நான்கு வகைகளை அவர்கள் உருவாக்கினர். இதன்படி, உமிழ்வு (emission), பேண்ட்-கேப் (bandgap), ஒளியில் நிலைத்திருக்கும் தன்மை மற்றும் புற ஊதாத் தடுப்புத் திறன் ஆகியவை பயன்பாட்டுக்கு ஏற்பச் சரிசெய்யக்கூடியவை என அவர்கள் நிரூபித்தனர். "குறைபாடு-பொறியியல் செய்யப்பட்ட கார்பன் நானோபொருட்கள் சுற்றுச்சூழல் மறுசீரமைப்பையும் பொருள் புத்தாக்கத்தையும் இணைக்கும் விதத்திற்கு எங்கள் ஆய்வு ஒரு நடைமுறை உதாரணம்," என என்யோ தெரிவித்தார்.

பாலிஅமைடிலிருந்து பெறப்பட்ட இந்தக் கார்பன் குவாண்டம் புள்ளிகளின் பண்புகளைச் சரிசெய்யும் திறன் குறித்து என்யோ மேலும் விளக்கினார். இதன் பொருள், கழிவிலிருந்து பெறப்பட்ட நானோபொருட்களை வெறும் பொதுவான நிரப்பிகளாகப் பயன்படுத்தாமல், குறிப்பிட்ட செயல்பாடுகளுக்கென வடிவமைக்க முடியும் என்பதே என அவர் தெரிவித்தார்.