अल्ट्रासोनिक एंटीबैक्टीरियल कोटिंग स्प्रेइंग तकनीक: सिद्धांत, अनुप्रयोग और संभावना

अल्ट्रासोनिक एंटीबैक्टीरियल कोटिंग स्प्रेइंग तकनीक: सिद्धांत, अनुप्रयोग और संभावना

दुनिया भर में स्वास्थ्य और सुरक्षा पर बढ़ते ध्यान के साथ, एंटीबैक्टीरियल कोटिंग तकनीक का उपयोग चिकित्सा उपचार, खाद्य पैकेजिंग, सार्वजनिक सुविधाओं आदि के क्षेत्रों में तेजी से किया जा रहा है। अल्ट्रासोनिक स्प्रेइंग तकनीक, एक कुशल और समान कोटिंग तैयारी विधि के रूप में, एंटीबैक्टीरियल कोटिंग्स की तैयारी में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। अल्ट्रासोनिक स्प्रेइंग अल्ट्रासोनिक एटोमाइजेशन नोजल तकनीक पर आधारित एक स्प्रेइंग विधि है। पारंपरिक वायवीय दो-तरल स्प्रेइंग की तुलना में, अल्ट्रासोनिक एटोमाइजेशन स्प्रेइंग उच्च एकरूपता, पतली कोटिंग मोटाई और उच्च परिशुद्धता ला सकता है। साथ ही, चूंकि अल्ट्रासोनिक नोजल को एटोमाइजेशन के लिए वायु दाब सहायता की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए अल्ट्रासोनिक स्प्रेइंग स्प्रेइंग प्रक्रिया के कारण होने वाले पेंट के छींटे को बहुत कम कर सकता है, जिससे पेंट की बर्बादी बहुत कम हो जाती है। अल्ट्रासोनिक स्प्रेइंग की पेंट उपयोग दर पारंपरिक दो-तरल स्प्रेइंग की तुलना में 4 गुना से अधिक है। यह लेख अल्ट्रासोनिक एंटीबैक्टीरियल कोटिंग स्प्रेइंग के सिद्धांतों, लाभों, अनुप्रयोग क्षेत्रों और भविष्य के विकास की संभावनाओं का परिचय देगा।

अल्ट्रासोनिक नोजल एक स्प्रे नोजल है जो एक पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर द्वारा उत्पन्न उच्च-आवृत्ति कंपन का उपयोग नोजल हेड पर कार्य करने के लिए करता है, जिससे तरल फिल्म में केशिका तरंगें उत्पन्न होती हैं। एक बार केशिका तरंगों का आयाम एक महत्वपूर्ण ऊंचाई तक पहुँच जाता है (जनरेटर द्वारा प्रदान किए गए शक्ति स्तर के कारण), वे खुद को सहारा देने के लिए बहुत ऊँचे हो जाते हैं, और प्रत्येक तरंग के सिरे से छोटे-छोटे कण गिरते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एटोमाइजेशन होता है।

प्रारंभिक बूंद के आकार को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक कंपन आवृत्ति, सतह तनाव और तरल चिपचिपाहट हैं। आवृत्तियाँ आमतौर पर 20–180 kHz की सीमा में होती हैं, जो मानव श्रवण सीमा से परे है, और इस सीमा के भीतर, सबसे अधिक आवृत्तियाँ सबसे छोटे बूंद के आकार का उत्पादन करती हैं।

अल्ट्रासोनिक नोजल का कार्य सिद्धांत उच्च-आवृत्ति ध्वनि तरंगों को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर का उपयोग करना है, जिसे बाद में तरल में परिवर्तित किया जाता है ताकि स्थायी तरंगें उत्पन्न हो सकें। जब तरल नोजल की एटोमाइजिंग सतह को छोड़ देता है, तो यह समान माइक्रोन-आकार की बूंदों के एक महीन धुंध में टूट जाता है। पारंपरिक नोजल के विपरीत जो तरल पदार्थों को छोटे कणों में तोड़ने के लिए दबाव और उच्च गति पर निर्भर करते हैं। अल्ट्रासोनिक नोजल तरल अल्ट्रासोनिक एटोमाइजेशन का उपयोग करते हैं, और अल्ट्रासोनिक कंपन ऊर्जा कम होती है। तरल को डेडवेट या कम दबाव वाले तरल पंप द्वारा नोजल तक पहुंचाया जा सकता है ताकि निरंतर या रुक-रुक कर एटोमाइजेशन हो सके।

पारंपरिक स्प्रेइंग तकनीकों (जैसे एयर स्प्रेइंग और इलेक्ट्रोस्टैटिक स्प्रेइंग) की तुलना में, अल्ट्रासोनिक स्प्रेइंग के निम्नलिखित लाभ हैं:

समान कोटिंग: छोटे बूंद का आकार (10–50 μm), अधिक समान वितरण, और कम सामग्री बर्बाद होती है।
उच्च दक्षता और ऊर्जा की बचत: कोई उच्च-दबाव गैस की आवश्यकता नहीं, कम ऊर्जा की खपत, सटीक कोटिंग के लिए उपयुक्त।
विभिन्न प्रकार की सामग्रियों पर लागू: नैनो सिल्वर, टाइटेनियम डाइऑक्साइड और चतुर्धातुक अमोनियम लवण जैसे रोगाणुरोधी एजेंटों वाले घोल का छिड़काव किया जा सकता है।

कोई क्लॉगिंग नोजल नहीं: कोई उच्च-दबाव स्प्रेइंग नहीं, नोजल के घिसाव और क्लॉगिंग की समस्याओं को कम करना।

अल्ट्रासोनिक स्प्रेइंग एंटीबैक्टीरियल कोटिंग्स में आमतौर पर निम्नलिखित सक्रिय तत्व होते हैं:
नैनो सिल्वर (AgNPs): व्यापक-स्पेक्ट्रम एंटीबैक्टीरियल, जीवाणु कोशिका झिल्ली को नष्ट करता है।
टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO₂): फोटोकैटलिटिक एंटीबैक्टीरियल, पराबैंगनी प्रकाश के तहत कार्बनिक पदार्थों को नीचा दिखाता है।
चतुर्धातुक अमोनियम लवण (QACs): सकारात्मक रूप से चार्ज, माइक्रोबियल कोशिकाओं को सोखना और नष्ट करना।
चिटोसन: अच्छी जैव-संगतता के साथ प्राकृतिक एंटीबैक्टीरियल एजेंट।

अनुप्रयोग क्षेत्र
1. चिकित्सा उपकरण और उपकरण
सर्जिकल उपकरणों, कैथेटर, मास्क आदि की सतहों पर एंटीबैक्टीरियल परत का छिड़काव करें ताकि अस्पताल के संक्रमण के जोखिम को कम किया जा सके।
ऑर्थोपेडिक इम्प्लांट्स की कोटिंग ताकि ऑपरेशन के बाद जीवाणु संक्रमण को रोका जा सके।
2. खाद्य पैकेजिंग
खाद्य पदार्थों के शेल्फ जीवन को बढ़ाने के लिए प्लास्टिक रैप और पैकेजिंग बॉक्स की भीतरी दीवार पर एंटीबैक्टीरियल एजेंट का छिड़काव करें।
3. सार्वजनिक सुविधाएं
एलिवेटर बटन, दरवाज़े के हैंडल और सार्वजनिक परिवहन सीटों जैसी उच्च-आवृत्ति संपर्क सतहों का एंटीबैक्टीरियल उपचार।
4. वस्त्र
चिकित्सा सुरक्षात्मक कपड़े, एंटीबैक्टीरियल मोज़े और स्पोर्ट्सवियर का एंटीबैक्टीरियल कोटिंग उपचार।