ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪ್ರಕೃತಿ-ಪ್ರೇರಿತ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ ಕಾರ್ಬನ್ ಟ್ಯೂಬ್ ಏರ್ಜೆಲ್ ಥರ್ಮಲ್ ಇನ್ಸುಲೇಟಿಂಗ್ ವಸ್ತುವು ಹಿಮಕರಡಿಯ ಕೂದಲಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ. ಈ ಹಗುರವಾದ, ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಶಾಖ ನಿರೋಧಕ ಶಕ್ತಿ-ಸಮರ್ಥ ಕಟ್ಟಡ ನಿರೋಧನಕ್ಕೆ ಹೊಸ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ತೆರೆಯುತ್ತದೆ
ಹಿಮ ಕರಡಿ ಆರ್ಕ್ಟಿಕ್ ವೃತ್ತದಲ್ಲಿ ಶೀತ ಮತ್ತು ಆರ್ದ್ರ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಶಾಖದ ನಷ್ಟವನ್ನು ತಡೆಯಲು ಕೂದಲು ಪ್ರಾಣಿಗಳಿಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಹಿಮಕರಡಿಯ ಕೂದಲು ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಮಾನವನ ಅಥವಾ ಇತರ ಕೂದಲಿನಂತೆ ಟೊಳ್ಳಾಗಿರುತ್ತದೆ ಸಸ್ತನಿಗಳು. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕೂದಲಿನ ಎಳೆಯು ಉದ್ದವಾದ, ಸಿಲಿಂಡರಾಕಾರದ ಕೋರ್ ಅನ್ನು ಅದರ ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ. ಈ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಕುಳಿಗಳ ಅಂತರವು ಹಿಮಕರಡಿಯ ಕೂದಲಿಗೆ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಬಿಳಿ ಕೋಟ್ ಅನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಈ ಕುಳಿಗಳು ಅಸಾಧಾರಣವಾದ ಶಾಖ-ಹಿಡುವಳಿ, ನೀರಿನ ಪ್ರತಿರೋಧ, ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವ ಇತ್ಯಾದಿಗಳಂತಹ ಬಹುಸಂಖ್ಯೆಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಇದು ಅವುಗಳನ್ನು ಉತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ನಿರೋಧಕ ವಸ್ತುವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಟೊಳ್ಳಾದ ಕೇಂದ್ರಗಳು ಶಾಖದ ಚಲನೆಯನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸುತ್ತವೆ ಆದರೆ ವಿನ್ಯಾಸದ ಪ್ರಕಾರ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಎಳೆಯನ್ನು ಅತ್ಯಂತ ಹಗುರವಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಲದೆ, ಹಿಮಕರಡಿಯ ಕೂದಲಿನ ಒದ್ದೆಯಾಗದ ಸ್ವಭಾವವು ಪ್ರಾಣಿಗಳು ಶೂನ್ಯಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಆರ್ದ್ರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಈಜುವಾಗ ಬೆಚ್ಚಗಿರುತ್ತದೆ. ಹಿಮಕರಡಿ ಕೂದಲು ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಮಾಡುವಂತೆಯೇ ಶಾಖದಿಂದ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ನಿರೋಧನವನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಕೃತಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಹಿಮಕರಡಿಯ ಕೂದಲು ಉತ್ತಮ ಮಾದರಿಯಾಗಿದೆ.
ಜೂನ್ 6 ರಂದು ಪ್ರಕಟವಾದ ಹೊಸ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಕೆಮ್, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಹಿಮಕರಡಿ ಕೂದಲಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯಿಂದ ಸ್ಫೂರ್ತಿ ಪಡೆದು ಮತ್ತು ಅನುಕರಿಸುವ ಒಂದು ಕಾದಂಬರಿ ಇನ್ಸುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಅದರ ಎಲ್ಲಾ ವಿಶಿಷ್ಟ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪಡೆದುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. ಅವರು ಲಕ್ಷಾಂತರ ಸೂಪರ್-ಎಲಾಸ್ಟಿಕ್, ಹಗುರವಾದ ಟೊಳ್ಳಾದ-ಔಟ್ ಕಾರ್ಬನ್ ಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದರು, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಒಂದೇ ಕೂದಲಿನ ಎಳೆಯ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಏರ್ಜೆಲ್ ಬ್ಲಾಕ್‌ಗೆ ಗಾಯಗೊಳಿಸಿದರು. ಕಾರ್ಬನ್ ಶೆಲ್‌ನಿಂದ ಲೇಪಿತವಾದ ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್‌ನಂತೆ ಟೆಲ್ಯುರಿಯಮ್ (ಟಿ) ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳಿಂದ ಕೇಬಲ್ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ಅನ್ನು ತಯಾರಿಸುವುದರೊಂದಿಗೆ ವಿನ್ಯಾಸ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಮೊದಲು ಪ್ರಾರಂಭವಾಯಿತು. ನಂತರ ಅವರು ಈ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್‌ನಿಂದ ಕಾರ್ಬನ್ ಟ್ಯೂಬ್ ಏರ್ಜೆಲ್ (CTA) ಅನ್ನು ಮೊದಲು ಒಣಗಿಸಿ ನಂತರ ಅದನ್ನು 900 °C ನಲ್ಲಿ ಆರ್ಗಾನ್ ಜಡ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಟೆ ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿನೇಟ್ ಮಾಡಿದರು. ಈ ವಿಶಿಷ್ಟ ವಿನ್ಯಾಸವು CTA ಯನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ನಿರೋಧಕವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದು 1434 mm/s ವೇಗದಲ್ಲಿ ಮರುಕಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್-ಎಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಎಲ್ಲಾ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಇದು ಅತ್ಯಂತ ವೇಗವಾಗಿದೆ. ಇದು ಹಿಮಕರಡಿಯ ಕೂದಲಿಗಿಂತಲೂ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಲೇಖಕರು ಸೂಚಿಸುತ್ತಾರೆ.
ಕಾರ್ಬನ್ ಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳ ಟೊಳ್ಳಾದ ರಚನೆಯಿಂದಾಗಿ, ವಸ್ತುವು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಒಣ ಗಾಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ವಸ್ತುವಿನ ಒಳಗಿನ ವ್ಯಾಸವು ಗಾಳಿಯ ಮುಕ್ತ ಮಾರ್ಗಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. 3% ಸಾಪೇಕ್ಷ ಆರ್ದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ 56 ತಿಂಗಳ ಕಾಲ ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ನಂತರ ವಸ್ತುವು ಅದರ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ ದೀರ್ಘಾಯುಷ್ಯವನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ. CTA 8 kg/m3 ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಹಗುರವಾಗಿರುತ್ತದೆ; ಲಭ್ಯವಿರುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ನಿರೋಧಕ ವಸ್ತುಗಳಿಗಿಂತ ಹಗುರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ತೇವವಾಗದ ಕಾರಣ ನೀರಿನಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಅಲ್ಲದೆ, CTA ಯ ಯಾಂತ್ರಿಕ ರಚನೆಯು ವಿವಿಧ ತಳಿಗಳಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಸಂಕುಚಿತ-ಬಿಡುಗಡೆ ಚಕ್ರಗಳ ನಂತರವೂ ನಿರ್ವಹಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.
ಪ್ರಸ್ತುತ ಅಧ್ಯಯನವು ಹೊಸ ಕಾರ್ಬನ್ ಟ್ಯೂಬ್ ಏರ್ಜೆಲ್ ಅನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ - ಹಿಮಕರಡಿ ಕೂದಲಿನ ಟೊಳ್ಳಾದ ಟ್ಯೂಬ್ ವಿನ್ಯಾಸದಿಂದ ಪ್ರೇರಿತವಾಗಿದೆ - ಇದು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ನಿರೋಧಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಲಭ್ಯವಿರುವ ಇತರ ಏರ್ಜೆಲ್ ನಿರೋಧನ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಈ ಹಿಮಕರಡಿ ಪ್ರೇರಿತ ಟೊಳ್ಳಾದ-ಟ್ಯೂಬ್ ವಿನ್ಯಾಸವು ತೂಕದಲ್ಲಿ ಹಗುರವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಶಾಖದ ಹರಿವಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ನಿರೋಧಕವಾಗಿದೆ, ಜಲನಿರೋಧಕ ಮತ್ತು ಅದರ ಜೀವಿತಾವಧಿಯಲ್ಲಿ ಕುಸಿಯುವುದಿಲ್ಲ.
ಸುಧಾರಿತ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಉಷ್ಣ ನಿರೋಧನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸುವ ಭರವಸೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಶಕ್ತಿ ಈಗ ಕಡಿಮೆ ಪೂರೈಕೆಯಲ್ಲಿದೆ ಶಕ್ತಿ ವೆಚ್ಚಗಳು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತಿವೆ. ಉಷ್ಣ ನಿರೋಧನವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವುದು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉಳಿಸುವ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ ಕಟ್ಟಡಗಳು. ಏರೋಜೆಲ್‌ಗಳು ಈಗಾಗಲೇ ಅಂತಹ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಭರವಸೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತಿವೆ. ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ಕಟ್ಟಡಗಳು, ಏರೋಸ್ಪೇಸ್ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ವಿಪರೀತ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಗಳಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ತೂಕ, ಸೂಪರ್-ಎಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ನಿರೋಧನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ತೆರೆಯುತ್ತದೆ. ಅದರ ತೀವ್ರ ಹಿಗ್ಗಿಸಲಾದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಕಾರಣ, ಅದರ ಮನವಿಯನ್ನು ವಿವಿಧ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ವರ್ಧಿಸಲಾಗಿದೆ.
***
{ಉದಾಹರಿಸಿದ ಮೂಲ(ಗಳ) ಪಟ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ನೀಡಲಾದ DOI ಲಿಂಕ್ ಅನ್ನು ಕ್ಲಿಕ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ನೀವು ಮೂಲ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಬಂಧವನ್ನು ಓದಬಹುದು}
ಮೂಲಗಳು)
ಝಾನ್, ಎಚ್ ಮತ್ತು ಇತರರು. 2019. ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ಕಾರ್ಬನ್ ಟ್ಯೂಬ್ ಏರ್ಜೆಲ್ ಸೂಪರ್-ಎಲಾಸ್ಟಿಸಿಟಿ ಮತ್ತು ಥರ್ಮಲ್ ಇನ್ಸುಲೇಶನ್ ಅನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಕೆಮ್. http://dx.doi.org/10.1016/j.chempr.2019.04.025
