बोरोफीन (Borophene)

संदर्भ 

हाल ही में भारत के वैज्ञानिकों ने सतत् स्नेहन (Sustainable Lubrication) के क्षेत्र में एक महत्त्वपूर्ण उपलब्धि हासिल की है। उन्होंने पहली बार अरंडी के तेल (Castor Oil) में बोरोफीन (Borophene) का उपयोग एक उच्च-प्रदर्शन स्नेहक योज्य (Lubricant Additive) के रूप में सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया है। 

बोरोफीन (Borophene) के बारे में 

• बोरोफीन, बोरॉन (Boron) का एक अपररूप (Allotrope) है।
• यह बोरॉन परमाणुओं की एक परमाणु-मोटाई (Single-Atom-Thick) वाली द्वि-आयामी (2D) परत से निर्मित होता है।
• ग्रैफीन (Graphene) के विपरीत, जिसमें कार्बन परमाणु पूर्ण षट्कोणीय (Hexagonal) संरचना में व्यवस्थित होते हैं, बोरोफीन अत्यधिक बहुरूपी (Highly Polymorphic) है। अर्थात् इसकी परमाणु संरचना संश्लेषण (Synthesis) की परिस्थितियों के अनुसार बदल सकती है, जिससे इसकी अनेक संरचनात्मक विन्यास (Configurations) संभव होते हैं।
• बोरोफीन की अवधारणा का सैद्धांतिक प्रतिपादन 1990 के दशक के मध्य में किया गया था, जबकि इसके विभिन्न संरचनात्मक रूपों की प्रायोगिक पुष्टि वर्ष 2015 में हुई।  

विशेषताएं: 

• यह अत्यंत हल्का, लचीला तथा असाधारण रूप से मजबूत पदार्थ है।
• इसमें उत्कृष्ट तापीय एवं विद्युत चालकता (Thermal and Electrical Conductivity), उच्च धारिता (High Capacitance) तथा धात्विक (Metallic) प्रकृति जैसे गुण पाए जाते हैं।
• इसके विद्युत एवं यांत्रिक गुण दिशा के अनुसार परिवर्तित होते हैं, जिससे इसे विभिन्न विशिष्ट अनुप्रयोगों के अनुरूप अनुकूलित (Tunable) किया जा सकता है। 
• यह अत्यधिक रासायनिक रूप से सक्रिय (Highly Reactive) है, जिसके कारण यह अन्य परमाणुओं एवं अणुओं के साथ प्रभावी अंतःक्रिया कर सकता है। यह विशेषता इसे उत्प्रेरण (Catalysis), ऊर्जा भंडारण (Energy Storage) तथा सेंसर प्रौद्योगिकी (Sensor Technology) के लिए अत्यंत उपयोगी बनाती है।
• इन उत्कृष्ट गुणों के कारण बोरोफीन का उपयोग पतली परत आधारित इलेक्ट्रॉनिक्स (Thin-Layer Electronics), ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स (Optoelectronics), संधारित्र (Capacitors) तथा जैव-सेंसर (Biosensors) जैसे क्षेत्रों में किया जाता है। 

हालिया शोधों का महत्त्व:

• घर्षण (Friction) एवं घिसाव (Wear) विश्वभर के उद्योगों में ऊर्जा की हानि तथा मशीनों की विफलता के प्रमुख कारण हैं। इसलिए ऐसे उन्नत स्नेहकों का विकास वैज्ञानिक एवं तकनीकी दृष्टि से अत्यंत आवश्यक है, जो इन हानियों को न्यूनतम कर सकें।
• अरंडी का तेल (Castor Oil) एक नवीकरणीय (Renewable) एवं जैव-अपघटनीय (Biodegradable) स्नेहक है, किंतु उपयुक्त योज्यों (Additives) के माध्यम से इसके प्रदर्शन में और अधिक सुधार किया जा सकता है।
• हालिया अध्ययन में पाया गया कि अरंडी के तेल में केवल 0.1 प्रतिशत (भार के आधार पर) बोरोफीन मिलाने से शुद्ध अरंडी के तेल की तुलना में लगभग 42 प्रतिशत तक घर्षण में कमी आई।
• इसके साथ ही, स्नेहक की घिसाव-प्रतिरोधक क्षमता (Wear Resistance) तथा भार वहन क्षमता (Load-Bearing Capacity) में भी उल्लेखनीय वृद्धि दर्ज की गई।
• शोधकर्ताओं ने पाया कि बोरोफीन किसी भी रासायनिक संशोधन के बिना अरंडी के तेल में समान रूप से फैल जाता है।
• संचालन के दौरान यह संपर्क सतह पर एक मजबूत सुरक्षात्मक परत (Tribofilm) का निर्माण करता है, जिसमें लौह ऑक्साइड (Iron Oxides), कार्बन-आधारित यौगिक (Carbon-Based Compounds) तथा बोरॉन युक्त यौगिक (Boron-Containing Compounds) शामिल होते हैं।
• यह सुरक्षात्मक परत अपरूपण तनाव (Shear Stress) को कम करती है, संपर्क सतहों की रक्षा करती है तथा घिसाव को न्यूनतम करती है। 

महत्त्व एवं संभावित अनुप्रयोग:

यह शोध स्नेहन उद्योग (Lubrication Industry) में परिवर्तनकारी सिद्ध हो सकता है। इसके संभावित अनुप्रयोग निम्नलिखित क्षेत्रों में हैं -

• नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियाँ (Renewable Energy Systems)
• समुद्री अनुप्रयोग (Marine Applications)
• हरित स्नेहन प्रौद्योगिकी (Green Lubrication Technologies)
• सतत् विनिर्माण (Sustainable Manufacturing)

इस प्रकार, बोरोफीन आधारित स्नेहक न केवल मशीनों की दक्षता बढ़ाने में सहायक होंगे, बल्कि ऊर्जा संरक्षण एवं पर्यावरण-अनुकूल औद्योगिक विकास को भी प्रोत्साहित करेंगे।