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ग्राफीन-आधारित रिचार्जेबल ऊर्जा भंडारण माइक्रो डिवाइस:
ऊर्जा भंडारण सामग्री पर चल रहे शोध से पता चला है कि ग्राफीन आधारित ऊर्जा भंडारण उपकरण नवीकरणीय ऊर्जा, इलेक्ट्रिक वाहनों, स्मार्ट ग्रिड, बायोमास, शहरी जीवन शैली उपकरणों और उपभोक्ता देखभाल उद्योगों में आवेदन के लिए पोर्टेबल ऊर्जा स्रोत और उन्नत ऊर्जा भंडारण समाधान प्रदान कर सकते हैं। ये कैपेसिटर की पावर डिस्चार्ज विशेषताओं के साथ बैटरी के ऊर्जा भंडारण गुणों को संयोजित करने की अपनी क्षमता के लिए अद्वितीय हैं। ऐसा ही एक ऊर्जा भंडारण उपकरण चित्र 1 में दर्शाया गया है।
बैटरी-आधारित उपकरणों की तुलना में ग्राफीन-आधारित पावर इलेक्ट्रॉनिक्स सिस्टम के फायदे हल्के वजन, लचीली यांत्रिक संरचना, कम आकार, उच्च चक्र जीवन और कम लागत हैं। इस परियोजना में विकसित कॉइन सेल ग्राफीन सुपरकैपेसिटर की चार्जिंग/डिस्चार्जिंग विशेषताओं को प्रदर्शित करने के लिए एक पावर इलेक्ट्रॉनिक्स चार्जर सह इन्वर्टर इकाई विकसित की गई है। ऑप्टोकॉपर आधारित गेट ड्राइवर बोर्ड और सिग्नल कंडीशनिंग सर्किटरी के साथ एक माइक्रोकंट्रोलर (माइक्रोचिप का डीएसपीआईसी) आधारित एम्बेडेड कंट्रोल प्लेटफॉर्म (कंट्रोल कार्ड) विकसित किया गया है
नए अणुओं को संश्लेषित करना - भौतिकवादी अनुप्रयोग:
यह समूह मानव जाति के लिए रसायन विज्ञान के क्षेत्र में भी सक्रिय रूप से लगा हुआ है। कई अनुप्रयोगों के लिए कई छोटे और बहुलक अणुओं को संश्लेषित किया गया है। उनमें से कुछ का उल्लेख नीचे किया गया है।
सेंसर आधारित अनुप्रयोग:
दंत फ्लोरोसिस से लड़ने के लिए, मानव शरीर के तरल पदार्थ से जैविक रूप से प्रासंगिक आयनों जैसे फ्लोराइड का पता लगाने पर जोर दिया गया है। इस संबंध में, कार्बनिक कीमोसेंसर के साइड आर्म में सटीक ट्यूनिंग के साथ अणु की एक श्रृंखला तैयार की गई है। नव विकसित सेंसर अणु अलग-अलग वर्णमिति परिवर्तनों के साथ लार फ्लोराइड के स्तर का पता लगा सकता है, अर्थात; डेंटल फ्लोरोसिस का निदान किया जा सकता है। इसके अलावा, सेंसर मानव हेला सेल से इंट्रासेल्युलर फ्लोराइड स्तर का पता लगा सकता है, प्रतिदीप्ति घटना को चालू कर सकता है, अर्थात; गैर कंकाल फ्लोरोसिस का निदान इस तकनीक द्वारा निष्पादित किया जा सकता है। इस पेटेंट तकनीक को नवंबर, 2016 में सीएसआईआर प्लेटिनम जुबली टेक्नो फेस्ट के दौरान विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय (भारत) और पृथ्वी विज्ञान मंत्रालय में माननीय मंत्री और सीएसआईआर के उपाध्यक्ष डॉ. हर्षवर्धन की उपस्थिति में एक लघु उद्योग इकाई को हस्तांतरित किया गया था।
चित्र 2 में विकसित सेंसर किट शो को पहले ही कई फ्लोरोसिस प्रभावित क्षेत्रों में आम लोगों के लिए तैनात किया जा चुका है। उत्तरी भारत और दक्षिणी भारत के कई गैर सरकारी संगठनों (नंदीवाटर, हैदराबाद) ने डेंटल फ्लोरोसिस की त्वरित भविष्यवाणी के लिए अपने कार्य क्षेत्र में किट लगाने में अपनी रुचि दिखाई है।
संक्षारण इंजीनियरिंग:
धातु की सतहों का क्षरण एक वैश्विक मुद्दा है जो प्रमुख औद्योगिक संयंत्रों, बुनियादी ढांचे, ऑटोमोबाइल बॉडी पैनल आदि पर इसके प्रतिकूल प्रभाव से संबंधित है। दुनिया भर में, सभी उद्योगों को जंग से संबंधित समस्याओं का सामना करना पड़ रहा है। संबंधित उद्योगों को वहन करने वाले सबसे बड़े खर्चों में से एक प्रतिकूल संक्षारक हमले से धातु सामग्री का रखरखाव है। वायुमंडलीय जंग के हानिकारक प्रभाव के साथ, कई उद्योगों में, एसिड समाधान का व्यापक रूप से डी-स्केलिंग, एसिड अचार, बॉयलरों की सफाई, अस्कोरे प्रसंस्करण, तेल अच्छी तरह से अम्लीकरण, स्टील की सतहों से मिलों और जंग को हटाने के लिए उपयोग किया जाता है। इन प्रक्रियाओं के दौरान एसिड समाधान धातु की सतहों को साफ करते हैं, लेकिन अप्रत्याशित रूप से धातु की उजागर सतहों को खराब कर देते हैं। इस आधार पर, हमारे शोध का मुख्य उद्देश्य पर्यावरण के अनुकूल, संश्लेषित करने में आसान, विश्वसनीय और लागत प्रभावी कार्यात्मक कार्बनिक अणुओं को विकसित करना है, जिनमें महत्वपूर्ण संक्षारण निषेध गुण होते हैं।
धातु की सतहों को प्रतिकूल पर्यावरणीय प्रभावों से बचाने के लिए, विभिन्न प्रकार के क्रोमेट्स, बिस्फेनॉल आधारित कोटिंग सामग्री का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। फिर भी, ये कोटिंग सामग्री पर्यावरण के लिए बाहर निकलती है और जीवित प्राणियों पर इसका प्रतिकूल प्रभाव दिखाती है। इस परिप्रेक्ष्य में, पर्यावरण के अनुकूल कोटिंग सामग्री विकास अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र है। पर्यावरण के अनुकूल सतह कोटिंग सामग्री विकसित करने के लिए हमने एज़ोमेथिन आधारित एपॉक्सी राल, आइसोसिनेट मुक्त पॉलीयूरेथेन कोटिंग और सबसे महत्वपूर्ण रूप से कोटिंग सामग्री के रूप में स्वाभाविक रूप से प्रचुर मात्रा में वनस्पति तेलों की ओर अपना ध्यान केंद्रित किया है।
अपशिष्ट प्रबंधन:
पिछले दशक से अपशिष्ट उत्पादन की मात्रा बहुत बढ़ रही है और पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य पर इसका प्रतिकूल प्रभाव फैल रही है। साथ ही अनुचित अपशिष्ट प्रबंधन इस तस्वीर को और अधिक महत्वपूर्ण बनाता है। इस संबंध में, एक पर्यावरण के अनुकूल और कुशल तकनीक न्यूनतम आवश्यकता है। इस आधार पर सुरक्षित अपशिष्ट निपटान में प्लाज्मा आर्क प्रौद्योगिकी का उपयोग एक बहुत ही कुशल और पर्यावरण के अनुकूल दृष्टिकोण है। यह तकनीक कचरे की मात्रा को लगभग 99% कम करने और केंद्रीय प्रदूषण नियंत्रण बोर्ड के मानक मूल्यों के भीतर कम जहरीले अवशेषों का उत्पादन करने में सक्षम है। सीएसआईआर-सीएमईआरआई द्वारा 15 किलोग्राम/घंटा की क्षमता वाला एक मिनी प्लांट विकसित किया गया है, जहां प्लाज्मा रिएक्टर में रखी गई तीन प्लाज्मा टॉर्च इन कचरे को तोड़ने और गैस में परिवर्तित करने के लिए गैस में परिवर्तित हो जाती हैं, जो गैस में मौजूद विषाक्त पदार्थों को कम करने के लिए उत्प्रेरक कनवर्टर, रेडॉक्स रिएक्टर, स्क्रबर और कंडेनसर युक्त एक बंद प्रणाली से गुजरती है। अंत में, गैस एक द्वितीयक भस्मक में जलती है और एक चिमनी के माध्यम से बाहर निकलती है जो जैव-चिकित्सा अपशिष्ट प्रबंधन नियम, 2016 में उल्लिखित मानक में है।
तेल रिसाव की सफाई:
कई आकस्मिक स्थितियों के कारण तेल रिसाव पर्यावरण पर एक बड़ा विषाक्त प्रभाव डालता है। इसलिए, कुछ सोखने वाले पदार्थों का उपयोग करके जहरीले सॉल्वैंट्स जैसे गिरे हुए तेलों और तेल को साफ करने की अत्यधिक आवश्यकता है। उस जमीन पर कार्बनिक पॉलिमर अपनी हाइड्रोफोबिसिटी, गैर-विषाक्तता, मजबूत प्रकृति और पर्यावरण-मित्रता के कारण सोखने वाली सामग्री के रूप में बहुत उपयोगी हैं। कार्बनिक पॉलिमर को आसानी से संश्लेषित किया जा सकता है और तेल या जहरीले सॉल्वैंट्स सोखने के लिए उपयोगी हो सकता है। यह अत्यधिक प्रभावशाली है कि प्रकृति में कई जैव सामग्री उपलब्ध हैं, जिन्हें आमतौर पर मिश्रित सामग्री तैयार करने के लिए कार्बनिक पॉलिमर के साथ कचरे के रूप में माना जाता है। तेलों के सोखने के लिए सोखने वाले अत्यधिक फायदेमंद होंगे।
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