प्राकृतिक डाई रस हमारी आंखों को हानिकारक लेजर विकिरण से बचाने में सक्षम
The dye is extracted from Indigo powder which is commercially available for hair coloring applications. The powder, which is made by grinding Indigofera Tinctoria leaves into fine particles, is mixed with water, sonicated, centrifuged and filtered to give an optically clear extract. Linear absorption of the extract is measured in the visible spectral region using a spectrophotometer. Nonlinear absorption in the green spectral region is measured using 5 ns (5 × 10−9 s), 532 nm laser pulses obtained from a frequency-doubled Nd:YAG laser. The Indigofera Tinctoria dye is found to show excellent nonlinear absorption, which arises from strong reverse saturable absorption occurring in the sample at this wavelength. The third order nonlinear absorption coefficient, which is obtained by numerically fitting the Z-scan data to the nonlinear transmission equation, has a high value in the order of 10−10 m/W. This high nonlinear absorption, which is in the same range as that of materials such as graphene oxide, leads to an excellent optical limiting behavior, making Indigofera Tinctoria a potential candidate for fabricating optical limiter devices for eye and sensor protection.
By – Jyoti Rawat
वैज्ञानिकों ने पाया है कि बीन परिवार के पौधे की पत्तियों से निकाली गई प्राकृतिक नील डाई मानव आंखों को हानिकारक लेजर विकिरण से बचाने में सक्षम है। इसका उपयोग संभावित हानिकारक विकिरण को कमजोर करने और मानव आंखों या अन्य संवेदनशील ऑप्टिकल उपकरणों को ऐसे वातावरण में अचानक क्षति से बचाने के लिए उपयोगी ऑप्टिकल लिमिटर विकसित करने के लिए किया जा सकता है जहां ऐसे लेजर उपयोग में हैं।
इंडिगोफेराटिनक्टोरिया या प्रसिद्ध इंडिगो पौधे से निकाली गई नीली डाई का उपयोग वर्षों से कपड़े और कपड़ों की सामग्री को रंगने के लिए किया जाता रहा है। हालांकि, सिंथेटिक इंडिगो डाई अब आम उपयोग के लिए प्राकृतिक किस्म में भी उपलब्ध है। इसे वैज्ञानिक प्रयोगशालाओं में स्टैंडर्ड प्रोटोकॉल का पालन करते हुए पौधे की पत्तियों से निकाला जाता है।
रमन रिसर्च इंस्टीट्यूट (आरआरआई), बेंगलुरु और केंसरी स्कूल एंड कॉलेज, बेंगलुरु के शोधकर्ताओं ने प्राकृतिक इंडिगो डाई के ऑप्टिकल गुणों का अध्ययन किया और पाया कि यह मानव आंखों को हानिकारक लेजर विकिरण से बचाने के लिए एक उपकरण के रूप में कार्य कर सकता है। भारत सरकार के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग द्वारा वित्त पोषित अध्ययन, ‘ऑप्टिकल मैटेरियल्स’ पत्रिका में प्रकाशित हुआ था।
शोधकर्ताओं ने डाई को निकाला और इसके प्राकृतिक गुणों को संरक्षित करने के लिए इसे 4º सेल्सियस से नीचे के रेफ्रिजरेटर में संग्रहीत किया। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम के विभिन्न तरंग दैर्ध्य में प्रकाश को कितना अवशोषित करता है, इस पर उनके अध्ययन से पता चला है कि अवशोषण स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी क्षेत्र में अधिकतम 288 नैनोमीटर के तरंग दैर्ध्य पर और दृश्य क्षेत्र में 660 नैनोमीटर के करीब होता है। हरी बत्ती के लिए भी अवशोषण तुलनात्मक रूप से अधिक होता है। “आणविक अवशोषण बैंड के कारण इंडिगो प्रकाश को अवशोषित करता है। आरआरआई के प्रोफेसर और अध्ययन के सह-लेखक, रेजी फिलिप ने बताया कि डाई के विलायक और एकाग्रता के आधार पर अधिकतम अवशोषण तरंगदैर्ध्य कई नैनोमीटर से भिन्न हो सकता है। तरंग दैर्ध्य के साथ अवशोषण की भिन्नता ने संकेत दिया कि क्लोरोफिल, एक कार्बनिक यौगिक प्रकाश संश्लेषण में भाग लेता है जो डाई में मौजूद है।
शोधकर्ता यह अध्ययन करना चाहते थे कि क्या इनपुट प्रकाश की तीव्रता अधिक होने पर कार्बनिक डाई ने अतिरिक्त अवशोषण दिखाया है।
टीम ने पाया कि जब वे लेजर पल्स की तीव्रता बढ़ाते हैं, तो डाई अधिक प्रकाश को अवशोषित करता है। अर्थात, यह उच्च तीव्रता वाले प्रकाश के लिए अधिक अपारदर्शी है। वैज्ञानिक ऐसी सामग्री को ‘ऑप्टिकल लिमिटर’ कहते हैं।
ऑप्टिकल लिमिटर्स शक्तिशाली लेजरों द्वारा उत्सर्जित संभावित हानिकारक विकिरण को कमजोर करने और दोनों आंखों और संवेदनशील ऑप्टिकल उपकरणों की रक्षा करने में उपयोगी होते हैं। रेजी ने बताया, “प्राकृतिक इंडिगो का उपयोग करके एक प्रोटोटाइप ऑप्टिकल लिमिटर बनाना अगला तार्किक कदम है, इसके बाद एक व्यावसायिक जरूरत के ध्यान में रखकर उत्पाद बनाना है।”
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प्रकाशन लिंक: https://doi.org/10.1016/j.optmat.2021.110925