वैज्ञानिकों ने सागौन के पत्ते के एक रोमांचक उपयोग का पता लगाया
सागौन के पत्तों का अर्क हमारी आंखों को संभावित सुरक्षा प्रदान कर सकता है और उन संवेदी अंगों को संवेदनशील बना सकता है, जो चिकित्सा उपकरणों से लेकर सैन्य उपकरणों तक हर जगह उपयोग किए जाने वाले अत्याधुनिक लेजर की किरणों के आकस्मिक संपर्क में आने से गंभीर रूप से प्रभावित हो सकते हैं।
लेजर प्रौद्योगिकी के तीव्र विकास के युग में, चिकित्सा, सैन्य और औद्योगिक क्षेत्रों में नाजुक ऑप्टिकल उपकरणों और मानव आंखों को उच्च शक्ति वाले लेजर विकिरण से बचाने की आवश्यकता है।
भारत सरकार के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) द्वारा वित्तपोषित एक स्वायत्त संस्थान, रमन रिसर्च इंस्टीट्यूट (आरआरआई) के वैज्ञानिकों ने सागौन के पेड़ (टेक्टोना ग्रैंडिस एल.एफ) की बिना उपयोग किए गई फेंकी गई पत्तियों के लिए एक रोमांचक उपयोग का पता लगाया है। चूंकि ये पत्तियाँ आमतौर पर कृषि अपशिष्ट होती हैं, लेकिन एंथोसायनिन से भरपूर होती हैं। ये पत्तियां प्राकृतिक रंगद्रव्य हैं जो उन्हें लाल-भूरा रंग प्रदान करते हैं।
वैज्ञानिकों ने इन पिगमेंट में एक असाधारण शक्ति देखी है जिसे नॉनलाइनियर ऑप्टिकल (एनएलओ) गुण कहते हैं। यह गुण इसके प्रकाश के साथ क्रिया करने पर प्राप्त होता है। डाई का यह गुण सागौन के पत्ते को ऑप्टिकल पावर-लिमिटिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त पदार्थ बनाता है। जर्नल ऑफ़ फोटोकेमिस्ट्री एंड फोटोबायोलॉजी ए: केमिस्ट्री में प्रकाशित यह खोज सिंथेटिक ऑप्टिकल सामग्रियों के उपयोग से बचती है, जो महंगी और पर्यावरण के लिए हानिकारक होती हैं।
आरआरआई में प्रकाश और पदार्थ भौतिकी विषय पर विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) की महिला वैज्ञानिक बेरिल सी ने कहा, “सागौन के पत्ते एंथोसायनिन जैसे प्राकृतिक रंगद्रव्यों का एक समृद्ध स्रोत हैं, जो उपयुक्त विलायकों का उपयोग करके निकाले जाने पर एक विशिष्ट लाल-भूरा रंग प्रदान करते हैं। इसे पहचानते हुए, हमने गैर-रेखीय प्रकाशिकी के क्षेत्र में सिंथेटिक रंगों के लिए एक गैर-विषाक्त, जैव-निम्नीकरणीय, पर्यावरण-अनुकूल और आर्थिक रूप से व्यवहार्य विकल्प के रूप में सागौन के पत्ते के अर्क की क्षमता का पता लगाने का लक्ष्य रखा। इस कम उपयोग किए गए प्राकृतिक संसाधन का उपयोग करके, हमने न केवल मूल्यवर्धित अपशिष्ट उपयोग में योगदान दिया, बल्कि पारंपरिक सिंथेटिक समकक्षों के बराबर गुणों वाले टिकाऊ फोटोनिक पदार्थों के विकास को भी बढ़ावा दिया।”
चित्र 1: वह प्रक्रिया जिसके माध्यम से सागौन का पत्ता निकालने को नॉनलाइनियर ऑप्टिकल गुणों का अध्ययन करने के लिए तैयार किया जाता है।
सागौन के पत्तों की ऑप्टिकल क्षमता का उपयोग करने के लिए, आरआरआई टीम ने पत्तों को सुखाकर पाउडर बनाया, पाउडर को विलायक में भिगोया, और अल्ट्रासोनिकेशन और सेंट्रीफ्यूजेशन के माध्यम से अर्क को शुद्ध किया। वे एक जीवंत, लाल-भूरे रंग का तरल रंग निकालने में सक्षम थे और दो स्तरों की शक्ति पर इसके माध्यम से हरे रंग की लेजर रोशनी डाली: एक स्थिर (निरंतर तरंग), दूसरी स्पंदनशील। रंग ने प्रकाश को अवशोषित किया और उसके अनुकूल हो गया।
जेड-स्कैन और स्पैटियल सेल्फ-फेज मॉड्यूलेशन (एसएसपीएम) जैसे परिष्कृत प्रयोगों के माध्यम से, उन्होंने पाया कि डाई ने रिवर्स सैचुरेबल अवशोषण (आरएसए) दिखाया। इसका अर्थ है कि प्रकाश जितना तीव्र होगा, डाई उतना ही अधिक अवशोषित करेगी – बिल्कुल वैसा ही व्यवहार जो लेजर सुरक्षा गियर के लिए आवश्यक है।
चित्र:2 संतृप्त अवशोषक (एसए) के मुकाबले रिवर्स संतृप्त अवशोषक (आरएसए)
प्राकृतिक, पर्यावरण के अनुकूल ऑप्टिकल सामग्रियों की खोज जो सस्ती, खाद बनाने योग्य और बायोडिग्रेडेबल हैं और फोटोनिक प्रौद्योगिकियों की भविष्य की मांगों के संबंध में बहुत महत्वपूर्ण हैं। पारंपरिक ऑप्टिकल लिमिटर ग्रेफीन, फुलरीन और धातु नैनोकणों जैसी महंगी सामग्रियों पर निर्भर करते हैं, जो संश्लेषण के अपने परिष्कृत तरीकों के कारण पर्यावरण के लिए हानिकारक हो सकते हैं। इसकी तुलना में, सागौन के पत्ते की डाई प्रकृति से प्राप्त करना आसान है और इसलिए यह एक स्थायी समाधान प्रदान करता है।
यह शोध प्राकृतिक सागौन के पत्ते के अर्क का उपयोग करके आधुनिक, पर्यावरण के अनुकूल लेजर सुरक्षात्मक उपकरण, जैसे सुरक्षा चश्मे, ऑप्टिकल सेंसर के लिए सुरक्षा और लेजर-प्रतिरोधी कोटिंग्स के निर्माण के लिए नई संभावनाओं को खोलता है। भविष्य के अध्ययन लंबे समय तक उपयोग के लिए डाई को अधिक स्थिर बनाने और वाणिज्यिक फोटोनिक उपकरणों में इसका उपयोग करने के तरीकों पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं। निरंतर प्रगति के साथ, इस प्राकृतिक डाई का उपयोग लेजर-प्रेरित क्षति के जोखिम को कम करने के लिए हरित ऑप्टिकल प्रौद्योगिकियों में बड़े पैमाने पर किया जा सकता है, जिससे तकनीकी दुनिया कम खतरनाक और अधिक पर्यावरण के अनुकूल बन जाएगी।
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