সিলিকন রাবার (যেমন উচ্চ-তাপমাত্রার ভালকানাইজড সিলিকন রাবার, রুম-তাপমাত্রার ভালকানাইজড সিলিকন রাবার, এবং তরল রাবার) বৈদ্যুতিন প্যাকেজিং, এভিয়েশন সিলিং, এবং স্বয়ংচালিত উত্পাদনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এর চমৎকার বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, উচ্চ তাপমাত্রা এবং কম বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ সহ,{2} আবহাওয়া এবং কম তাপমাত্রা সহ প্রতিরোধ যাইহোক, 250 ডিগ্রী এবং তার উপরে তাপমাত্রায়, সিলিকন রাবার তাপীয় অক্সিডেটিভ অবক্ষয়ের জন্য সংবেদনশীল, যার ফলে পলিমার চেইন ভেঙে যায় এবং দুল গ্রুপ শেডিং হয়। এর সাথে ছোট অণুগুলির উদ্বায়ীকরণ এবং ক্রস-সংযুক্ত কাঠামোর ধ্বংস, যার ফলে ওজন হ্রাস এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি হ্রাস পায়, চরম অপারেটিং অবস্থার মধ্যে এর পরিষেবা জীবনকে মারাত্মকভাবে সীমিত করে। সিলিকন রাবারের উচ্চ-তাপমাত্রার স্থায়িত্ব উন্নত করা উপকরণ গবেষণার ক্ষেত্রে একটি আলোচিত বিষয় হয়ে উঠেছে।
ন্যানো-টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড (TiO₂) এর তাপীয় স্থিতিশীলতা, রাসায়নিক জড়তা এবং ন্যানো-প্রভাবের কারণে সিলিকন রাবারে একটি কার্যকরী সংযোজন এবং ফিলার হিসেবে কাজ করার সম্ভাবনা রয়েছে। তাদের মধ্যে, ন্যানো-টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড NT-50, বাষ্প ফেজ পদ্ধতি দ্বারা প্রস্তুত, এর ছোট কণার আকার, ভাল বিচ্ছুরণযোগ্যতা এবং উচ্চ পৃষ্ঠের কার্যকলাপের কারণে সিলিকন রাবারে ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।
প্রযুক্তিবিদরা তিনটি সাধারণ সিলিকন রাবার নির্বাচন করেছেন: উচ্চ-তাপমাত্রা, ঘরের-তাপমাত্রা, এবং তরল৷ তারা 1.5% NT-50 যোগ করে পরীক্ষামূলক নমুনা প্রস্তুত করেছে, এবং ন্যানো-TiO₂ ছাড়া খালি নমুনা তৈরি করেছে। সমস্ত নমুনা 250 ডিগ্রিতে তাপ-সংরক্ষিত ছিল এবং পর্যায়ক্রমে ওজন করা হয়েছিল। ওজন ধারণ গণনা করা হয়েছিল (তাপ সঞ্চয়ের পরে ওজন ধরে রাখা=ওজন / প্রাথমিক ওজন × 100%), এবং একটি কার্ভ প্লটিং ওজন ধারণ বনাম তাপ সঞ্চয়ের দিন তৈরি করা হয়েছিল।
NT-50 ছাড়া সিলিকন রাবারের ওজন ধরে রাখার বক্ররেখায়, ঘরের তাপমাত্রার রাবারের ওজন 7 দিন পর 40% এর বেশি কমে গিয়েছিল, এবং রাবারের যৌগটি পাল্ভারাইজড হয়ে গিয়েছিল, তাই পরীক্ষাটি বন্ধ করা হয়েছিল। যাইহোক, উচ্চ তাপমাত্রার রাবার এবং তরল রাবার 21 দিন পরে 50% ওজন হ্রাস পেয়েছিল এবং রাবারের যৌগটি পাল্ভারাইজড হয়ে গিয়েছিল, তাই পরীক্ষাটি বন্ধ করা হয়েছিল।
1.5% এনটি{10}}50 ধারণকারী সিলিকন রাবারের ওজন ধরে রাখার বক্ররেখায়, ঘরের তাপমাত্রা, উচ্চ তাপমাত্রা এবং তরল সিলিকন রাবারের ওজন হ্রাস 7 দিন পরে 5% এর কম ছিল এবং 60 দিন পরেও, এটি 15% এর বেশি হয়নি। তিন ধরনের সিলিকন রাবারের ওজন ধারণ 60-দিনের সময়কালে 85% এর উপরে ছিল, এটি প্রমাণ করে যে NT-50 সংযোজন কার্যকরভাবে তাপীয় অক্সিডেটিভ অবক্ষয়কে বাধা দেয় এবং সিলিকন রাবারের উচ্চ-তাপমাত্রার স্থায়িত্বকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে।
NT-50 তিনটি মূল উপায়ে সিলিকন রাবারের উচ্চ-তাপমাত্রার স্থায়িত্ব উন্নত করে:
দৈহিক বাধা প্রভাব: ন্যানো-TiO₂ কণাগুলি সিলিকন রাবার ম্যাট্রিক্সের মধ্যে একটি ঘন নেটওয়ার্ক তৈরি করে, যা একদিকে, অক্সিজেন এবং জলীয় বাষ্পের মতো আক্রমনাত্মক মিডিয়ার অনুপ্রবেশকে বাধা দেয়, তাপ জারণ প্রতিক্রিয়া হ্রাস করে; অন্যদিকে, এটি সিলিকন রাবারের তাপীয় পচন দ্বারা উত্পাদিত ছোট অণুর উদ্বায়ীকরণকে বাধা দেয়, যার ফলে ওজন হ্রাস হয়।
ফ্রি র্যাডিকাল ক্যাপচার: একটি সেমিকন্ডাক্টর উপাদান হিসেবে, ন্যানো-TiO₂ এর পৃষ্ঠের ইলেকট্রন জোড়া তাপীয় অবক্ষয় দ্বারা উত্পন্ন মুক্ত র্যাডিকেলগুলিকে ক্যাপচার করে, মুক্ত র্যাডিক্যাল চেইন বিক্রিয়াকে বন্ধ করে এবং উপাদানের অক্সিডেটিভ অবক্ষয়কে মৌলিকভাবে বাধা দেয়।
অপ্টিমাইজড তাপ পরিবাহিতা: ন্যানো-TiO₂ এর উচ্চ তাপ পরিবাহিতা সিলিকন রাবারের তাপ বন্টনের অভিন্নতাকে উন্নত করে, স্থানীয়কৃত অত্যধিক উত্তাপের কারণে সৃষ্ট ত্বরিত অবক্ষয় হ্রাস করে, আরও দক্ষ তাপ অপচয়কে সক্ষম করে এবং সামগ্রিক তাপ বার্ধক্য প্রক্রিয়াকে ধীর করে।
ন্যানো-টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড NT-50 কার্যকরভাবে উচ্চ তাপমাত্রায় সিলিকন রাবারের তাপীয় অক্সিডেটিভ অবক্ষয়কে বাধা দেয়, চরম পরিবেশে এর পরিষেবা জীবন বাড়ানোর জন্য একটি কার্যকর সমাধান প্রদান করে। একটি শিল্প প্রয়োগের দৃষ্টিকোণ থেকে, এনটি-50 ধারণকারী সিলিকন রাবারকে আরও বিস্তৃত করা যেতে পারে এমন এলাকায় যাতে কঠোর উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের প্রয়োজন হয়, যেমন বিমানের ইঞ্জিন সিল করা, নতুন শক্তির গাড়ির ব্যাটারি প্যাকেজিং, এবং উচ্চ-ইলেক্ট্রনিক সরঞ্জামগুলিতে তাপ অপচয় করা। এটি প্রথাগত সিলিকন রাবারের "উচ্চ-তাপমাত্রার বার্ধক্যের প্রতি সংবেদনশীলতা" এর ব্যথার বিন্দুকে সম্বোধন করে, সম্ভাব্যভাবে একটি আরও দক্ষ তাপীয় স্থিতিশীলতা সিস্টেম তৈরি করে এবং উচ্চতর তাপমাত্রার দিকে সিলিকন রাবার উপাদানগুলির আপগ্রেড{10}}, আরও নির্ভরযোগ্য, এবং দীর্ঘস্থায়ী বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নীত করে, যা উচ্চ মানব উন্নয়নের জন্য গুরুত্বপূর্ণ উপাদান সহায়তা প্রদান করে৷
