పెంగ్విన్-ప్రేరణతో రూపొందించిన పదార్థం విద్యుత్ లేకుండా వేడి, చల్లదనం మధ్య మారుతుంది

మారుతున్న ఋతువుల కోసం రూపొందించిన ఒక పాసివ్ పదార్థం

Harbin Institute of Technology, Henan Normal University, మరియు Suzhou Laboratory కు చెందిన పరిశోధకులు ఉష్ణోగ్రతకు స్పందించే ఒక పదార్థాన్ని అభివృద్ధి చేశారు; ఇది సాధారణ థర్మల్ ఉపరితలాలు చేయలేని పనిని చేయడానికి రూపొందించబడింది: వాతావరణం మారినప్పుడు అనుగుణంగా మారడం. కేవలం కూలింగ్‌కి లేదా కేవలం హీటింగ్‌కి మాత్రమే అనుకూలీకరించబడటానికి బదులుగా, ఈ కొత్త పదార్థం యాక్టివ్ పవర్ ఇన్‌పుట్ లేకుండానే రెండు విధాల మధ్య మారగలదని వివరించారు.

ఈ డిజైన్‌కు పెంగ్విన్లు ప్రేరణగా నిలిచాయి; అవి పొరలుగా ఉండే ఈకల నిర్మాణాలు, దిశానిర్దేశిత ఇన్సులేషన్, మరియు వాటర్‌ప్రూఫింగ్ ద్వారా కఠినమైన, అత్యంత మార్పులతో కూడిన పరిస్థితులను ఎదుర్కొంటాయి. ఇంజినీర్డ్ రూపంలో, ఆ ఆలోచన సూర్యకాంతిని శోషించి వేడెక్కగల, సూర్యకాంతిని ప్రతిఫలించి చల్లగా ఉండగల, మరియు మంచు, నీటి చేరికను నిరోధించగల పదార్థాన్ని ఇచ్చింది. ఉష్ణోగ్రత ఆధారంగా మైక్రోవేవ్‌లను ఇది ఎలా నిర్వహిస్తుందో కూడా మార్చగలదని బృందం చెబుతోంది, తద్వారా ఇది సరళమైన ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణను మించిన ప్రాధాన్యతను పొందుతుంది.

ఈ తరహా స్విచ్ ఎందుకు ముఖ్యమైంది

ఋతువారీ వాతావరణాలు అనేక పాసివ్ థర్మల్ సాంకేతికతలలోని మౌలిక బలహీనతను బయటపెడతాయి. వేసవిలో వేడిని బాగా నిరోధించే కోటింగ్, శీతాకాలంలో ఒక లోపంగా మారవచ్చు, ఎందుకంటే సౌర ఉష్ణత అప్పుడు హానికరం కాకుండా ఉపయోగకరం అవుతుంది. స్థిర-ఫంక్షన్ పైకప్పు లేదా ప్యానెల్‌లో ఈ మార్పిడిని నిర్వహించడం సాధ్యమే, కానీ సంవత్సరం పొడవునా సమర్థంగా పనిచేయాల్సిన వ్యవస్థల్లో అది మరింత కష్టమవుతుంది.

థర్మల్ నియంత్రణ విద్యుచ్చుంబక పనితీరుతో కలిసి పనిచేయాల్సినప్పుడు సమస్య మరింత సంక్లిష్టమవుతుంది. అనేక కూలింగ్ పదార్థాలు శక్తిని ప్రతిఫలించేలా రూపొందిస్తారు. దీనికి విరుద్ధంగా, మైక్రోవేవ్ షీల్డింగ్ పదార్థాలు చాలాసార్లు కండక్టివిటీ మరియు బలమైన విద్యుచ్చుంబక పరస్పర చర్యలపై ఆధారపడతాయి, ఇవి ఒక ఉపరితలం ఎంత వేడిని శోషిస్తుందో కూడా మార్చగలవు. రెండు పనులను ఒకే వ్యవస్థలో, ఏదో ఒకదాన్ని బలహీనపరచకుండా, కలపడం పెద్ద ఇంజినీరింగ్ సవాలుగా ఉంది.

కేవలం వేడి-నిర్వహణ కోటింగ్ కంటే ఎక్కువ

అదే ఈ పరిశోధనను గమనించదగినదిగా చేస్తుంది. నివేదించబడిన ఈ పదార్థాన్ని ఒకే ప్రయోజనంతో ఉన్న కోటింగ్‌గా చూడలేదు. ఇది ఉష్ణోగ్రత మార్పులకు స్పందించగల, అదే సమయంలో మైక్రోవేవ్ ప్రవర్తనను కూడా మార్చగల బహుళకార్య ఉపరితలంగా చూపించారు. ప్రాయోగికంగా, థర్మల్ నిర్వహణ మరియు విద్యుచ్చుంబక నియంత్రణ ఒకే స్కిన్, షెల్, లేదా రక్షణ పొరలో కలిసి ఉండాల్సిన సందర్భాల్లో దీని వినియోగాలు ఉండవచ్చని ఇది సూచిస్తోంది.

యాంటీ-ఐసింగ్ మరియు వాటర్-రిపెల్లెంట్ లక్షణాలు మరొక ఉపయోగకరతా పొరను జోడిస్తున్నాయి. మంచు చేరిక మరియు తేమ వాహనాలు, మౌలిక వసతులు, బయట సెన్సర్లు, కమ్యూనికేషన్ పరికరాలు, మరియు ఇతర బహిర్గత వ్యవస్థల పనితీరును దెబ్బతీయగలవు. ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించడంలో సహాయపడుతూనే మంచు ఏర్పడటాన్ని తగ్గించగల పదార్థం నిర్వహణ అవసరాలను తగ్గించడంతో పాటు పర్యావరణ ఆపరేటింగ్ పరిధిని విస్తరించగలదు.

ఎక్కడ ఇది ప్రాముఖ్యం పొందవచ్చు

తక్షణ ఆకర్షణ విస్తృతంగా ఉంది. వేడి వేసవులు, చల్లని శీతాకాలాలు ఉన్న ప్రాంతాల్లోని భవనాలు మరియు వాహనాలు, రెండింటి తీవ్రతలలోనూ శక్తి వృథాను తగ్గించడంలో సహాయపడే ఉపరితలం ద్వారా లాభపడవచ్చు. వివాదాస్పద లేదా గందరగోళంగా ఉన్న విద్యుచ్చుంబక వాతావరణాల్లో పనిచేసే పరికరాలు కూడా వేడి నిర్వహణ మరియు సిగ్నల్-సంబంధిత ప్రవర్తన మధ్య కఠినమైన తేడాను బలవంతపరచని పదార్థాల నుండి లాభపడవచ్చు.

మూల పాఠ్యం యాంటెనాలు, రాడార్ వ్యవస్థలు, డ్రోన్లు, ఉపగ్రహాలు, సెన్సర్లు, మరియు వైర్‌లెస్ నెట్‌వర్క్‌లతో నిండిపోతున్న ప్రపంచంలో వినియోగాలను సూచిస్తోంది. అలాంటి సందర్భాల్లో ఉపరితల పదార్థాలు కేవలం సౌకర్యం లేదా ఇన్సులేషన్ గురించి మాత్రమే కావు. అవి గుర్తించదగినత, పరికర విశ్వసనీయత, మరియు కలిసిన థర్మల్ మరియు విద్యుచ్చుంబక పరిస్థితుల్లో పనిచేసే సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేయగలవు.

తర్వాత ఏమి

ఈ పరిశోధన ఇంకా ప్రారంభ దశలోనే ఉంది, కాబట్టి అత్యంత ముఖ్యమైన సమాధానం లేని ప్రశ్నలు ప్రాయోగికమైనవే: దృఢత్వం, తయారీ సాధ్యత, ఖర్చు, మరియు పునరావృత వాస్తవ-ప్రపంచ చక్రాల్లో మార్పు ప్రవర్తన ఎంత స్పష్టంగా, నమ్మకంగా నిలబడుతుందన్నది. కానీ ఈ భావన ప్రత్యేకంగా కనిపిస్తోంది, ఎందుకంటే ఇది పాసివ్ పదార్థాల్లోని ఒక సుపరిచిత పరిమితిని జీవస్ఫూర్తితో కూడిన దృష్టికోణం ద్వారా పరిష్కరిస్తోంది; మరింత క్లిష్టమైన పవర్డ్ సిస్టమ్ ద్వారా కాదు.

ప్రయోగశాల వెలుపల పనితీరు అదే విధంగా పెరిగితే, దీని ప్రాముఖ్యం స్పష్టంగా ఉంటుంది. వేసవికి మంచిగా ఉండే ఉపరితలం లేదా శీతాకాలానికి మంచిగా ఉండే ఉపరితలం మధ్య ఎంపిక చేయడం బదులు, ఇంజినీర్లు రెండింటికీ స్పందించే ఒకదాన్ని ఎంచుకోవచ్చు. అది అనుకూలనీయ థర్మల్ నియంత్రణను యాక్టివ్ యంత్రాల కన్నా స్మార్ట్ పదార్థ రూపకల్పన గురించి ఎక్కువగా మార్చుతుంది.

ఈ వ్యాసం New Atlas రిపోర్టింగ్‌పై ఆధారపడింది. మూల వ్యాసం చదవండి.