Scientists have designed a nature-inspired কারবন tube aerogel thermal insulating material based upon the microstructure of polar bear hair. This lightweight, highly-elastic and more efficient heat insulator opens up new avenues for energy-efficient building insulation
মেরু ভল্লুক hair helps the animal to prevent heat loss in cold and humid climatic conditions in the frigid Arctic circle. Polar bear hair is naturally hollow unlike human hair or other স্তন্যপায়ী প্রাণী. Each hair strand has a long, cylindrical core running through its center. It is this shape and spacing of the cavities which gives polar bear hair the distinct white coat. These cavities have multitude of properties like exceptional heat-holding, water resistance, elasticity etc. which makes them a very good thermal insulator material. The hollow centers restrict movement of heat while design-wise making every strand extremely lightweight. Also, the non-wettable nature of polar bear hair keeps the animal warm when they are swimming in sub-zero temperatures and also under humid conditions. Polar bear hair is thus a very good model for designing synthetic materials which can provide efficient insulation from heat just like polar bear hair does it naturally.
গত ৬ জুন প্রকাশিত একটি নতুন গবেষণায় ড কেম, বিজ্ঞানীরা পৃথক মেরু ভালুকের চুলের মাইক্রোস্ট্রাকচার থেকে অনুপ্রেরণা নিয়ে এবং অনুকরণ করে একটি অভিনব ইনসুলেটর তৈরি করেছেন এবং তাই এর অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি অর্জন করেছেন। তারা লক্ষ লক্ষ সুপার-ইলাস্টিক, লাইটওয়েট হোলোড-আউট কার্বন টিউব তৈরি করেছে, প্রতিটি একক চুলের স্ট্র্যান্ডের আকারের এবং এগুলিকে একটি এয়ারজেল ব্লকে ক্ষতবিক্ষত করেছে। নকশা প্রক্রিয়াটি প্রথমে টেলুরিয়াম (Te) ন্যানোওয়াইরস থেকে একটি টেম্পলেট হিসাবে তারের হাইড্রোজেল তৈরির মাধ্যমে শুরু হয়েছিল যা একটি কার্বন শেল দিয়ে প্রলিপ্ত ছিল। তারপরে তারা এই হাইড্রোজেল থেকে একটি কার্বন টিউব এয়ারজেল (CTA) তৈরি করে প্রথমে এটি শুকিয়ে এবং পরবর্তীতে Te nanowires অপসারণের জন্য 900 °C তাপমাত্রায় আর্গন জড় বায়ুমণ্ডলে ক্যালসিন করে। এই অনন্য ডিজাইনটি CTA কে একটি চমৎকার তাপ নিরোধক এবং প্রকৃতিতে সুপার-ইলাস্টিক করে তোলে কারণ এটি 1434 মিমি/সেকেন্ড গতিতে রিবাউন্ড করে। সমস্ত প্রচলিত স্থিতিস্থাপক পদার্থের তুলনায় এটি সবচেয়ে দ্রুততম। লেখকরা উল্লেখ করেছেন যে এটি মেরু ভালুকের চুলের চেয়েও বেশি স্থিতিস্থাপক।
কার্বন টিউবের ফাঁপা কাঠামোর কারণে, উপাদানটি চমৎকার তাপ পরিবাহিতা প্রদর্শন করে যা শুষ্ক বাতাসের চেয়ে কম কারণ উপাদানটির অভ্যন্তরীণ ব্যাস বাতাসের মুক্ত পথের চেয়ে কম। উপাদানটি 3% আপেক্ষিক আর্দ্রতার সাথে ঘরের তাপমাত্রায় 56 মাস সংরক্ষণ করার পরে এর তাপ পরিবাহিতা বজায় রেখে দীর্ঘায়ু দেখায়। CTA 8 kg/m3 ঘনত্বের সাথে হালকা ওজনের; উপলব্ধ তাপ নিরোধক উপকরণ সংখ্যাগরিষ্ঠ তুলনায় হালকা. এটি জল দ্বারা প্রভাবিত হয় না কারণ এটি ভেজা যায় না। এছাড়াও, বিভিন্ন স্ট্রেনে অসংখ্য কম্প্রেস-রিলিজ চক্রের পরেও CTA এর যান্ত্রিক কাঠামো বজায় রাখা হয়।
বর্তমান গবেষণায় একটি নতুন কার্বন টিউব এয়ারজেল বর্ণনা করা হয়েছে - যা পোলার-বিয়ার চুলের ফাঁপা টিউব ডিজাইন থেকে অনুপ্রাণিত - যা একটি চমৎকার তাপ নিরোধক হিসেবে কাজ করে। উপলব্ধ অন্যান্য এয়ারজেল নিরোধক উপকরণের তুলনায়, এই পোলার-বিয়ার অনুপ্রাণিত ফাঁপা-টিউব ডিজাইনটি ওজনে হালকা, তাপ প্রবাহের জন্য বেশি প্রতিরোধী, জলরোধী এবং এটির জীবদ্দশায় ক্ষয় হয় না।
Improved and more efficient thermal insulation systems hold promise for conserving primary energy consumption. শক্তি is now in short supply while শক্তি costs are escalating. One of the ways to conserve energy is to improve thermal insulation of ভবন. Aerogels ইতিমধ্যে এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশন বিভিন্ন জন্য মহান প্রতিশ্রুতি দেখাচ্ছে. এই অধ্যয়নটি উচ্চ কার্যসম্পাদনের উপাদান ডিজাইন করার পথ খুলে দেয় যা হালকা ওজনের, অতি-ইলাস্টিক এবং বিল্ডিং, মহাকাশ শিল্প বিশেষত চরম পরিবেশে অ্যাপ্লিকেশনের জন্য তাপ নিরোধক। এর চরম প্রসারিত ক্ষমতার কারণে, এর আবেদন বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উন্নত করা হয়েছে।
***
{উদ্ধৃত উৎস(গুলি) তালিকায় নীচে দেওয়া DOI লিঙ্কে ক্লিক করে আপনি মূল গবেষণাপত্রটি পড়তে পারেন}
উত্স (গুলি)
Zhan, H et al. 2019. বায়োমিমেটিক কার্বন টিউব এয়ারজেল সুপার-স্থিতিস্থাপকতা এবং তাপ নিরোধক সক্ষম করে। কেম। http://dx.doi.org/10.1016/j.chempr.2019.04.025
