বিজ্ঞানীরা একটি প্রকৃতি-অনুপ্রাণিত ডিজাইন করেছেন কারবন মেরু ভালুকের চুলের মাইক্রোস্ট্রাকচারের উপর ভিত্তি করে টিউব এয়ারজেল তাপ নিরোধক উপাদান। এই লাইটওয়েট, অত্যন্ত স্থিতিস্থাপক এবং আরও দক্ষ তাপ নিরোধক শক্তি-দক্ষ বিল্ডিং নিরোধক জন্য নতুন পথ উন্মুক্ত করে
মেরু ভল্লুক হিমশীতল আর্কটিক সার্কেলের ঠান্ডা এবং আর্দ্র আবহাওয়ায় তাপ হ্রাস রোধ করতে চুল পশুকে সাহায্য করে। পোলার ভাল্লুকের চুল স্বাভাবিকভাবেই মানুষের চুল বা অন্য চুলের থেকে ভিন্ন স্তন্যপায়ী প্রাণী. প্রতিটি চুলের স্ট্র্যান্ডের কেন্দ্রে একটি লম্বা, নলাকার কোর রয়েছে। এই আকৃতি এবং গহ্বরের ফাঁক যা মেরু ভালুকের চুলকে আলাদা সাদা আবরণ দেয়। এই গহ্বরগুলিতে ব্যতিক্রমী তাপ-ধারণ, জল প্রতিরোধ, স্থিতিস্থাপকতা ইত্যাদির মতো প্রচুর বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা তাদের একটি খুব ভাল তাপ নিরোধক উপাদান করে তোলে। ফাঁপা কেন্দ্রগুলি তাপের চলাচলকে সীমাবদ্ধ করে যখন নকশা অনুসারে প্রতিটি স্ট্র্যান্ডকে অত্যন্ত হালকা করে তোলে। এছাড়াও, মেরু ভালুকের লোমের অ-ভেজা প্রকৃতি প্রাণীকে উষ্ণ রাখে যখন তারা উপ-শূন্য তাপমাত্রায় এবং আর্দ্র অবস্থায়ও সাঁতার কাটে। মেরু ভালুকের চুলগুলি এইভাবে কৃত্রিম উপকরণগুলি ডিজাইন করার জন্য একটি খুব ভাল মডেল যা মেরু ভালুকের চুলের মতো তাপ থেকে দক্ষ নিরোধক সরবরাহ করতে পারে।
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।
উন্নত এবং আরও দক্ষ তাপ নিরোধক সিস্টেম প্রাথমিক শক্তি খরচ সংরক্ষণের প্রতিশ্রুতি রাখে। শক্তি এখন স্বল্প সরবরাহের সময় শক্তি খরচ বাড়ছে। শক্তি সংরক্ষণের উপায়গুলির মধ্যে একটি হল এর তাপ নিরোধক উন্নত করা 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
