यूवी-सी रखते हुए शिप हल्स को बायोफूलिंग से मुक्त रखें

चित्रा 1: यूवी-सी प्रोटोटाइप मेलबोर्न (ऑस्ट्रेलिया) के बंदरगाह में बायोफूलिंग से साफ रखा गया। बाईं तरफ एक बेंचमार्क सिलिकॉन पैनल यूवी-सी के बिना स्थित है, जो पूरी तरह जैव-फूला हुआ है (परीक्षण के लिए रक्षा विज्ञान और प्रौद्योगिकी समूह के लिए सौजन्य)।

चित्रा 3: सतह पर यूवी विकिरण के मॉडल सिमुलेशन की तुलना इसी बायोफूलिंग परीक्षणों के साथ। एक एलईडी के साथ एक सिलिकॉन स्लैब के लिए बाईं ओर, एक मछलीघर में परीक्षण किया। समुद्र की स्थिति में परीक्षण किए गए एक पूर्ण प्रोटोटाइप पैनल के दाईं ओर। सिमुलेशन से अनुमानित 0.3mW / m2 irradiance स्तर के साथ लाल रेखाओं के निशान स्थान।

लेखक: निक हिजनेन (पीएचडी) अक्जोनोबेल के कोटिंग्स टेक्नोलॉजी ग्रुप में काम करता है, वर्तमान में यूवी-सी एंटीफॉलिंग प्रौद्योगिकी के तकनीकी विकास पर ध्यान केंद्रित करता है और साथ ही कोटिंग्स के एंटीकोरोरोज़िव प्रदर्शन में सुधार के लिए नई प्रौद्योगिकियों पर ध्यान केंद्रित करता है। www.akzonobel.com

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जहाज के ढेर पर बायोफूलिंग की उपस्थिति नौकायन के दौरान पानी से खींचती है और इस प्रकार ईंधन की खपत होती है, जिसके परिणामस्वरूप सीओ 2 उत्सर्जन में वृद्धि हुई है और जहाज मालिक के लिए बढ़ी हुई लागत भी बढ़ी है। जहाजों के ढेर पर पानी के नीचे के इलाकों में लगाए गए पेंट्स में अक्सर बायोफूलिंग वृद्धि में बाधा डालने के लिए बायोसाइड्स होते हैं या गैर-छड़ी गुण होते हैं, जिससे जहाजों की गति तेज होने पर फूली की रिहाई होती है।
AkzoNobel रॉयल फिलिप्स के साथ एक नई तकनीक विकसित करने के लिए काम कर रहा है जो जहाज के हल पर बायोफूलिंग नियंत्रण में इस्तेमाल पारंपरिक पेंट्स के लिए एक पूरी तरह से अलग दृष्टिकोण को रोजगार देता है। यह सतह को साफ करने के लिए सतह को साफ रखने के लिए पतवार के पानी के नीचे के क्षेत्रों पर लागू एक पराबैंगनी-सी (यूवी-सी) उत्सर्जक परत का उपयोग करता है। यूवी-सी विकिरण उनके डीएनए द्वारा अवशोषण के माध्यम से सूक्ष्मजीवों को निष्क्रिय करता है या मारता है, एक संपत्ति नियमित रूप से पानी और वायु शोधन प्रणाली में लागू होती है, जो बायोफूलिंग के लगाव और विकास को रोकती है।

इस नए दृष्टिकोण ने सतह को किसी भी बायोफूलिंग (चित्रा 1) से पूरी तरह से साफ रखने की क्षमता का प्रदर्शन किया है, वर्तमान पेंट सिस्टम द्वारा प्रस्तावित फूली रोकथाम का स्तर। यह जहाज तब होता है जब जहाज नौकायन करता है और जब इसे डॉक किया जाता है। दुनिया भर में स्टेशनरी प्रोटोटाइप टाइल्स का परीक्षण किया गया है और ऑस्ट्रेलिया में सिंगापुर और ग्रेट बैरियर रीफ जैसे उच्च चुनौतीपूर्ण चुनौती के लिए जाने वाले विभिन्न स्थानों में साफ रहने में सक्षम दिखाए गए हैं। अद्वितीय एंटीफूलिंग प्रदर्शन की पेशकश करके सीओ 2 उत्सर्जन को कम करने के अलावा, तकनीक एक बायोसाइड मुक्त और शून्य-वीओसी समाधान है, जो अन्य महत्वपूर्ण स्थिरता उद्देश्यों हैं।

यूवी-सी यूवी-एल ई डी से निकलती है, जो एक सिलिकॉन लाइट-गाइड में एम्बेडेड होती है जो सतह पर विकिरण को वितरित करने में मदद करती है। प्रोटोटाइप वर्तमान में 10 मिमी की मोटाई के साथ 30x30cm2 की टाइलें हैं, और उनके पास बिजली के लिए हार्ड केबल है। व्यक्तिगत एल ई डी द्वारा साफ किए गए क्षेत्र को अनुकूलित करने के लिए, वे इस तरह कॉन्फ़िगर किए गए हैं कि वे विमान में किनारे पर निकलते हैं। उत्सर्जित प्रकाश का एक हिस्सा सतह के साथ प्रकाश-गाइड द्वारा निर्देशित किया जाता है, जिसे पैनल के पक्ष में अपनी बीम घटना के साथ बाहरी हरे रंग के लेजर के साथ प्रदर्शित किया जा सकता है (चित्रा 2)।

चित्रा 2: यूवी-सी अवधारणा के कार्य सिद्धांत के योजनाबद्ध चित्रण। दाईं तरफ, एक टेस्ट पैनल में वेवगाइडिंग का सिद्धांत प्रदर्शित किया जाता है। वर्तमान डिजाइन में, यूवी-सी बाहरी को प्रतिबिंबित करने के लिए प्रतिबिंबित सामग्री को नीचे पर लागू किया जाता है, जबकि इनमें से कुछ सिलिकॉन-पानी इंटरफेस पर कुल आंतरिक प्रतिबिंब के माध्यम से वापस आते हैं। सतह के साथ निर्देशित यूवी-सी का हिस्सा अलग सतह पर जैव जीवों के यूवी-सी एक्सपोजर को सक्षम करने, फैलाने वाली बिखरने के माध्यम से बाहरी सतह की तरफ प्रकाश उत्सर्जक परत से बाहर निकल सकता है।

घटकों के गुणों को जानना, उपयोग की जाने वाली सामग्री और टाइल के डिजाइन सतह पर यूवी-सी irradiance स्तर के मॉडल सिमुलेशन की अनुमति देते हैं। प्रयोगात्मक फाउलिंग एक्सपोजर अवलोकनों के साथ एक एलईडी परीक्षण नमूने से डेटा को जोड़कर, यह पाया गया कि बायोफूलिंग (चित्रा 3 बाएं पैनल) को रोकने के लिए केवल 1 एमडब्ल्यू प्रति एम 2 की कम यूवी-सी तीव्रता पहले से ही पर्याप्त है। इसके बाद, इस थ्रेसहोल्ड वैल्यू का उपयोग मॉडल सिमुलेशन में प्रकाश उत्सर्जक परत युक्त कई एलईडी डिजाइन करने के लिए किया जा सकता है, यह सुनिश्चित करना कि एल ई डी की स्थिति और अन्य डिज़ाइन पैरामीटर इस तरह हैं कि पूरी सतह को फूलिंग (चित्रा 3, दायां पैनल) से मुक्त रखा जा रहा है। ।

आखिरकार, एक जहाज पर, तकनीक को चुनौतीपूर्ण इन-सर्विस स्थितियों के तहत लागू किया जाएगा। इसके अतिरिक्त, यूवी-सी उत्सर्जक परत के भीतर के घटक कुछ स्थानों पर उच्च यूवी-सी विकिरण स्तर के संपर्क में आ सकते हैं। इसलिए स्थायित्व, प्रसंस्करण और निर्माण, साथ ही प्रौद्योगिकी से जुड़े समग्र डिजाइन मानदंडों को ध्यान में रखते समय सामग्री चयन महत्वपूर्ण हो जाता है। इन कठिनाइयों के बावजूद, हाल ही में प्रोटोटाइप क्षेत्र में निरंतर संचालन के लगभग दो वर्षों के बाद भी अच्छा प्रदर्शन कर रहा है।

प्रकाश गाइड का बड़ा हिस्सा सिलिकॉन से बना है, जो, जब उचित रूप से तैयार किया जाता है, तो 275 एनएम तरंगदैर्ध्य पर लगभग 80% प्रति सेमी के संचरण के साथ एक उच्च यूवी-सी पारदर्शिता प्रदर्शित कर सकता है। यह संपत्ति प्रौद्योगिकी के प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह सतह पर यूवी-सी के वितरण को अपेक्षाकृत कम तीव्रता के स्तर तक पहुंचने में सक्षम बनाता है जो सतहों को सीमित संख्या में एल ई डी के उपयोग से साफ रखता है। काफी लचीला होने के दौरान, घुमावदार सतहों के लिए आवेदन की सहायता करते हुए, सिलिकॉन परत भी अंदर एम्बेडेड इलेक्ट्रॉनिक्स की रक्षा करता है। प्रोटोटाइप के मैकेनिकल परीक्षण ने दर्शाया है कि प्रकाश गाइड के भीतर इलेक्ट्रॉनिक्स पानी के झटके या फेंडर द्वारा रगड़ने से जुड़े विशिष्ट प्रभाव बलों से बच सकते हैं।

एक चिपकने वाला बैकिंग का उपयोग प्रकाश उत्सर्जक परत को जहाज के ढक्कन पर ठीक करने के लिए किया जाएगा। वर्तमान में, प्रोटोटाइप डिज़ाइन अपेक्षाकृत मोटी (10 मिमी) हैं, आखिरकार, डिज़ाइन सामान्य टुकड़े टुकड़े वाली फिल्मों के करीब होंगे। फिर भी, चिपकने वाला समाधान का एक सावधान चयन की आवश्यकता है। इस अंत में, प्रयोगशाला परीक्षण से अलग, चिपकने वाले के प्रदर्शन का आकलन करने के लिए समर्पित क्षेत्र परीक्षण किया जा रहा है और सुनिश्चित करें कि प्रकाश उत्सर्जक परत जगह पर रहती है।

नई पीढ़ी के प्रोटोटाइप जो विकास में हैं, उनके पास पतली डिज़ाइन (~ 4 मिमी) होगी, बिना हार्डवार्ड केबल के, और एक बड़ा पैनल आकार (लगभग 50x50 सेमी 2) प्रदान करेगा। प्रारूप को नए उपलब्ध यूवी-सी एल ई डी द्वारा एक पतली साइड-व्यू पैकेज के साथ सक्षम किया गया है, जिसे सीधे विमान में उत्सर्जित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है, बिना पैकेज के किनारे घुमाने के अतिरिक्त चरण की आवश्यकता होती है। पावर स्ट्रिप के शीर्ष पर टाइल के किनारे लगाकर अपरिवर्तनीय युग्मन का उपयोग प्रत्येक टाइल को जोड़ने के लिए हार्डवार्ड केबल की आवश्यकता को छोड़कर एल ई डी को सशक्त करने के लिए किया जाएगा। इसके अतिरिक्त, प्रसंस्करण के दौरान भौतिक गुणों में परिवर्तन के कारण उत्पन्न होने वाले तनाव से कलाकृतियों से बचने के लिए सामग्रियों में सुधार लागू किया जाएगा।

बाजार की तरफ प्रौद्योगिकी को आगे बढ़ाने में अगले कदम एक स्केलेबल फैब्रिकेशन, उत्पाद जीवनकाल का विस्तार, और जहाजों पर वास्तविक पूर्ण पैमाने पर आवेदन विकसित करेंगे। नए प्रोटोटाइपों को एकल टाइल के बजाए टाइलों की असेंबली के रूप में परिचालन जहाजों पर परीक्षण किया जाएगा। यह क्षेत्रीय स्थापना प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने की अनुमति देने में मदद करेगा, जबकि इन-सर्विस उपयोग प्रदर्शन ट्रैक रिकॉर्ड बनाने की अनुमति देता है। दो साल के क्षेत्रीय प्रदर्शन को हासिल करने के साथ, आगे के सुधार की उम्मीद की जा सकती है। धीरे-धीरे यूवी-सी एलईडी प्रदर्शन (जीवनकाल, दक्षता) में सुधार करने के लिए भविष्य के उत्पाद समाधानों का आधार होगा।

दोनों कंपनियों की क्षमताओं को जोड़ना, बाजार के लिए इस तकनीक को तैयार करना अब वैश्विक टीम प्रयास है। जहां रॉयल फिलिप्स में यूवी-एल ई डी का उपयोग करके सिस्टम डिजाइन करने में विशेषज्ञता और बौद्धिक संपदा (आईपी) है, AkzoNobel सामग्री रसायन, चिपकने और सतह संरक्षण में विशेषज्ञता है। प्रणाली के विकास में अमेरिका, यूरोप और एशिया में होने वाली गतिविधियां शामिल हैं, और जहाज के हलचल मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र हैं जो वर्तमान प्रयासों के साथ लक्षित हैं, इस तकनीक के लिए संभावनाएं समुद्र के चेस्ट जैसे विशिष्ट क्षेत्र के अनुप्रयोगों में भी मौजूद हैं। कुल मिलाकर, प्रौद्योगिकी अद्वितीय फौलिंग रोकथाम प्रदर्शन के साथ-साथ स्थिरता लक्ष्यों के लाभ भी प्रदान करती है, हालांकि बाजार में काम करने में बड़ी चुनौती है, क्योंकि यह पारंपरिक समाधानों से बहुत अलग है। आखिरकार, इस उपन्यास और नई तकनीक को समुद्री उद्योग में सफलता बनाने के लिए सहयोग और शिक्षा महत्वपूर्ण है।

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नीक हिजनेन (पीएचडी) अक्ज़ोबेल के कोटिंग्स टेक्नोलॉजी ग्रुप में काम करता है, वर्तमान में यूवी-सी एंटीफॉलिंग प्रौद्योगिकी के तकनीकी विकास पर ध्यान केंद्रित करता है और साथ ही कोटिंग्स के एंटीकोरोरोज़िव प्रदर्शन में सुधार के लिए नई प्रौद्योगिकियों पर ध्यान केंद्रित करता है। www.akzonobel.com

मिशेल जोंगरियस (पीएचडी) में फोटोनिक्स और विनिर्माण प्रौद्योगिकी में फिलिप्स रिसर्च नवाचारों में 37 साल का अनुभव है। वर्तमान में, वह यूवी एंटी-फाउलिंग पर रनवेल परियोजना का प्रोजेक्ट मैनेजर है