बदलत्या ऋतूंकरिता बनवलेली एक निष्क्रिय सामग्री
Harbin Institute of Technology, Henan Normal University, आणि Suzhou Laboratory येथील संशोधकांनी तापमानाला प्रतिसाद देणारी अशी एक सामग्री विकसित केली आहे, जी बहुतेक थर्मल पृष्ठभागांना शक्य नसलेले काहीतरी करते: हवामान बदलले की जुळवून घेते. केवळ थंड करण्यासाठी किंवा केवळ गरम करण्यासाठी अनुकूलित न राहता, ही नवीन सामग्री सक्रिय विद्युत इनपुटशिवाय दोन्ही मोडमध्ये स्विच करू शकते, असे वर्णन केले आहे.
या रचनेला पेंग्विन्सकडून प्रेरणा मिळाली आहे. थरयुक्त पिसांची रचना, दिशात्मक इन्सुलेशन, आणि जलरोधकता यांच्या साहाय्याने ते कठोर आणि अतिशय बदलत्या परिस्थितीचा सामना करतात. अभियंत्रिकी स्वरूपात, त्या कल्पनेतून अशी सामग्री तयार झाली आहे जी गरम होण्यासाठी सूर्यप्रकाश शोषू शकते, थंड राहण्यासाठी सूर्यप्रकाश परावर्तित करू शकते, आणि बर्फ तसेच पाणी साचण्यास प्रतिकार करू शकते. तापमानानुसार मायक्रोवेव्ह हाताळण्याची पद्धतही ही सामग्री बदलू शकते, असे संघाचे म्हणणे आहे, ज्यामुळे तिची उपयुक्तता केवळ तापमान नियंत्रणापलीकडे जाते.
अशा स्विचचे महत्त्व का आहे
ऋतुगत हवामान अनेक निष्क्रिय थर्मल तंत्रज्ञानांतील एक मूलभूत कमजोरी उघड करते. उन्हाळ्यात उष्णता चांगली परावर्तित करणारी कोटिंग हिवाळ्यात बाधा ठरू शकते, जेव्हा सौर उब उपयुक्त असते, हानिकारक नाही. स्थिर-कार्याच्या छप्पर किंवा पॅनेलवर हा तडजोडीचा मुद्दा हाताळता येतो, पण वर्षभर कार्यक्षमतेने काम करणे आवश्यक असलेल्या प्रणालींमध्ये तो अधिक कठीण होतो.
थर्मल नियंत्रणाला विद्युतचुंबकीय कार्यक्षमतेसोबत एकत्र काम करावे लागले की समस्या आणखी गुंतागुंतीची होते. अनेक कूलिंग सामग्री ऊर्जा परावर्तित करण्यासाठी तयार केली जातात. याउलट, मायक्रोवेव्ह शिल्डिंग सामग्री बहुधा चालकता आणि मजबूत विद्युतचुंबकीय परस्परक्रियांवर अवलंबून असते, ज्यामुळे एखादी पृष्ठभाग किती उष्णता शोषते हेही बदलू शकते. दोन्ही कार्ये एकाच प्रणालीत, कोणतेही कार्य कमी न करता, एकत्र करणे ही मोठी अभियांत्रिकी आव्हान राहिली आहे.
फक्त उष्णता-व्यवस्थापन कोटिंगपेक्षा अधिक
यामुळेच हे संशोधन लक्षवेधी ठरते. हा अहवाल दिलेला पदार्थ एकाच उद्देशाच्या कोटिंग म्हणून मांडलेला नाही. तो असा बहुकार्यात्मक पृष्ठभाग म्हणून सादर केला आहे, जो तापमानातील बदलांना प्रतिसाद देऊ शकतो आणि त्याच वेळी मायक्रोवेव्ह वर्तनही बदलू शकतो. व्यवहारात याचा अर्थ असा की थर्मल व्यवस्थापन आणि विद्युतचुंबकीय नियंत्रण एकाच त्वचा, शेल, किंवा संरक्षक थरात एकत्र राहणे आवश्यक असलेल्या ठिकाणी त्याचा उपयोग होऊ शकतो.
बर्फविरोधी आणि जल-विकर्षक गुणधर्म उपयोगितेचा आणखी एक स्तर जोडतात. बर्फ साचणे आणि ओलावा वाहनांमध्ये, पायाभूत सुविधांमध्ये, बाहेरील सेन्सरमध्ये, संवाद उपकरणांमध्ये आणि इतर उघड्या प्रणालींमध्ये कार्यक्षमतेवर परिणाम करू शकतात. तापमान नियंत्रित करतानाच बर्फ कमी करण्यास मदत करणारी सामग्री देखभाल गरजा कमी करू शकते आणि पर्यावरणीय कार्यमर्यादा वाढवू शकते.
कुठे महत्त्व पडू शकते
तत्काळ आकर्षण व्यापक आहे. उष्ण उन्हाळे आणि थंड हिवाळे असलेल्या प्रदेशांतील इमारती आणि वाहने अशा पृष्ठभागाचा फायदा घेऊ शकतात जो दोन्ही टोकांवर ऊर्जा अपव्यय कमी करण्यास मदत करतो. वादग्रस्त किंवा गर्दीच्या विद्युतचुंबकीय वातावरणात काम करणारी उपकरणेही अशा सामग्रीचा लाभ घेऊ शकतात जी उष्णता हाताळणी आणि सिग्नल-संबंधित वर्तन यांमध्ये कडक तडजोड लादत नाहीत.
मूळ मजकूर अँटेना, रडार प्रणाली, ड्रोन, उपग्रह, सेन्सर्स आणि वायरलेस नेटवर्कने अधिकाधिक भरलेल्या जगातील उपयोगांकडे निर्देश करतो. अशा परिस्थितीत पृष्ठभागावरील साहित्य केवळ आराम किंवा इन्सुलेशनबद्दल नसते. ते शोधण्याची क्षमता, उपकरणांची विश्वासार्हता, आणि मिश्र थर्मल व विद्युतचुंबकीय परिस्थितीत काम करण्याची क्षमता यांवर परिणाम करू शकतात.
पुढे काय
हे संशोधन अजून सुरुवातीच्या टप्प्यात असल्यामुळे, सर्वात महत्त्वाचे अनुत्तरित प्रश्न व्यावहारिक आहेत: टिकाऊपणा, उत्पादनक्षमता, खर्च, आणि स्विचिंग वर्तन वारंवार प्रत्यक्ष जगातील चक्रांमध्ये किती स्पष्ट आणि विश्वासार्हपणे टिकून राहते. पण संकल्पना वेगळी ठरते कारण ती निष्क्रिय सामग्रीतील एक परिचित मर्यादा जैव-प्रेरित दृष्टिकोनातून सोडवते, अधिक गुंतागुंतीच्या शक्ती-चालित प्रणालीने नाही.
जर प्रयोगशाळेबाहेरही कार्यक्षमता तशीच वाढली, तर त्याचे महत्त्व सरळ असेल. उन्हाळ्यासाठी योग्य किंवा हिवाळ्यासाठी योग्य अशा पृष्ठभागांपैकी एक निवडण्याऐवजी, अभियंते असा पृष्ठभाग निवडू शकतील जो दोन्हीवर प्रतिसाद देतो. त्यामुळे अनुकूलनीय थर्मल नियंत्रण हे सक्रिय यंत्रसामग्रीपेक्षा स्मार्ट सामग्री डिझाइनबद्दल अधिक असेल.
हा लेख New Atlas च्या अहवालावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.
Originally published on newatlas.com