துருவ கரடி ஈர்க்கப்பட்ட, ஆற்றல் திறன் கொண்ட கட்டிட காப்பு

விஞ்ஞானிகள் இயற்கையால் ஈர்க்கப்பட்டு வடிவமைத்துள்ளனர் கார்பன் துருவ கரடி முடியின் நுண் கட்டமைப்பின் அடிப்படையில் குழாய் ஏர்ஜெல் வெப்ப காப்புப் பொருள். இந்த இலகுரக, அதிக மீள் மற்றும் அதிக திறன் கொண்ட வெப்ப இன்சுலேட்டர் ஆற்றல்-திறனுள்ள கட்டிட காப்புக்கான புதிய வழிகளைத் திறக்கிறது.

துருவ கரடி குளிர் ஆர்க்டிக் வட்டத்தில் குளிர் மற்றும் ஈரப்பதமான காலநிலை நிலைகளில் வெப்ப இழப்பைத் தடுக்க முடி விலங்குகளுக்கு உதவுகிறது. துருவ கரடி முடி மனித முடி அல்லது பிற முடிகளைப் போலல்லாமல் இயற்கையாகவே வெற்று பாலூட்டிகள். ஒவ்வொரு முடி இழையும் அதன் மையத்தில் இயங்கும் ஒரு நீண்ட உருளை மையத்தைக் கொண்டுள்ளது. துவாரங்களின் இந்த வடிவம் மற்றும் இடைவெளியே துருவ கரடி முடிக்கு தனித்துவமான வெள்ளை நிறத்தை அளிக்கிறது. இந்த துவாரங்கள் விதிவிலக்கான வெப்ப-தடுப்பு, நீர் எதிர்ப்பு, நெகிழ்ச்சி போன்ற பல பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை சிறந்த வெப்ப காப்புப் பொருளாக அமைகின்றன. வெற்று மையங்கள் வெப்பத்தின் இயக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன, அதே நேரத்தில் வடிவமைப்பு வாரியாக ஒவ்வொரு இழையையும் மிகவும் இலகுவாக ஆக்குகிறது. மேலும், துருவ கரடி முடியின் நனையாத தன்மை விலங்குகள் துணை பூஜ்ஜிய வெப்பநிலையிலும் ஈரப்பதமான சூழ்நிலையிலும் நீந்தும்போது சூடாக வைத்திருக்கும். துருவ கரடி முடியானது செயற்கைப் பொருட்களை வடிவமைப்பதில் ஒரு சிறந்த மாதிரியாக இருக்கிறது, இது துருவ கரடி முடி இயற்கையாகச் செய்வது போல வெப்பத்திலிருந்து திறமையான காப்பு வழங்க முடியும்.

ஜூன் 6 அன்று வெளியிடப்பட்ட ஒரு புதிய ஆய்வில் செம், விஞ்ஞானிகள் தனித்தனி துருவ கரடி முடிகளின் நுண்ணிய கட்டமைப்பிலிருந்து உத்வேகம் பெற்று, அதன் தனித்தன்மையான பண்புகள் அனைத்தையும் பெறுவதன் மூலம் ஒரு நாவல் இன்சுலேட்டரை உருவாக்கியுள்ளனர். அவர்கள் மில்லியன் கணக்கான சூப்பர்-எலாஸ்டிக், இலகுரக துளையிடப்பட்ட கார்பன் குழாய்களை உருவாக்கினர், ஒவ்வொன்றும் ஒரு முடி இழையின் அளவு மற்றும் அவற்றை ஒரு ஏர்ஜெல் பிளாக்கில் காயப்படுத்தியது. கார்பன் ஷெல் பூசப்பட்ட டெம்ப்ளேட்டாக டெலூரியம் (Te) நானோவைர்களில் இருந்து கேபிள் ஹைட்ரஜலை உருவாக்குவதன் மூலம் வடிவமைப்பு செயல்முறை முதலில் தொடங்கியது. பின்னர் அவர்கள் இந்த ஹைட்ரஜலில் இருந்து ஒரு கார்பன் டியூப் ஏர்ஜெல் (CTA) ஐ முதலில் உலர்த்துவதன் மூலம் உருவாக்கினர், பின்னர் Te nanowires ஐ அகற்றுவதற்காக 900 °C இல் ஆர்கான் மந்தமான வளிமண்டலத்தில் அதை கணக்கிடுகின்றனர். இந்த தனித்துவமான வடிவமைப்பு CTA ஐ ஒரு சிறந்த வெப்ப இன்சுலேட்டராக ஆக்குகிறது மற்றும் அது 1434 மிமீ/வி வேகத்தில் மீண்டு வருவதால் இயற்கையில் சூப்பர்-எலாஸ்டிக் ஆகும். அனைத்து வழக்கமான மீள் பொருள்களுடன் ஒப்பிடும்போது இதுவே வேகமானது. துருவ கரடி முடியை விட இது அதிக மீள்தன்மை கொண்டது என்று ஆசிரியர்கள் சுட்டிக்காட்டுகின்றனர்.

கார்பன் குழாய்களின் வெற்று அமைப்பு காரணமாக, பொருள் சிறந்த வெப்ப கடத்துத்திறனை வெளிப்படுத்துகிறது, இது வறண்ட காற்றை விட குறைவாக உள்ளது, ஏனெனில் பொருளின் உள் விட்டம் காற்றின் இலவச பாதையை விட குறைவாக உள்ளது. 3% ஈரப்பதத்துடன் அறை வெப்பநிலையில் 56 மாதங்கள் சேமிக்கப்பட்ட பிறகு, அதன் வெப்ப கடத்துத்திறனைப் பராமரிப்பதன் மூலம் பொருள் நீண்ட ஆயுளைக் காட்டியது. CTA இலகுரக 8 கிலோ/மீ3 அடர்த்தி கொண்டது; கிடைக்கக்கூடிய பெரும்பாலான வெப்ப இன்சுலேட்டர் பொருட்களை விட இலகுவானது. இது நனையாததால் தண்ணீரால் பாதிக்கப்படாது. மேலும், CTA இன் இயந்திர அமைப்பு பல்வேறு விகாரங்களில் பல சுருக்க-வெளியீட்டு சுழற்சிகளுக்குப் பிறகும் பராமரிக்கப்படுகிறது.

தற்போதைய ஆய்வு ஒரு புதிய கார்பன் குழாய் ஏர்ஜெல் - துருவ-கரடி முடியின் வெற்று குழாய் வடிவமைப்பிலிருந்து ஈர்க்கப்பட்டது - இது ஒரு சிறந்த வெப்ப இன்சுலேட்டராக செயல்படுகிறது. கிடைக்கும் மற்ற ஏர்ஜெல் இன்சுலேஷன் பொருட்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​இந்த துருவ-கரடி ஈர்க்கப்பட்ட ஹாலோ-டியூப் டிசைன் எடை குறைவானது, வெப்ப ஓட்டத்திற்கு அதிக எதிர்ப்பு, வாட்டர் ப்ரூஃப் மற்றும் அதன் வாழ்நாள் முழுவதும் சிதையாது.

மேம்படுத்தப்பட்ட மற்றும் மிகவும் திறமையான வெப்ப காப்பு அமைப்புகள் முதன்மை ஆற்றல் நுகர்வுகளைப் பாதுகாப்பதற்கான உறுதிமொழியைக் கொண்டுள்ளன. சக்தி தற்போது பற்றாக்குறையாக உள்ளது ஆற்றல் செலவுகள் அதிகரித்து வருகின்றன. ஆற்றலைச் சேமிப்பதற்கான வழிகளில் ஒன்று வெப்ப காப்பு மேம்படுத்துவதாகும் கட்டிடங்கள். Aerogels ஏற்கனவே பல்வேறு வகையான இத்தகைய பயன்பாடுகளுக்கு பெரும் வாக்குறுதியைக் காட்டுகின்றன. இந்த ஆய்வு, கட்டிடங்கள், விண்வெளித் துறையில் குறிப்பாக தீவிர சூழல்களில் பயன்பாடுகளுக்கு குறைந்த எடை, சூப்பர்-எலாஸ்டிக் மற்றும் வெப்ப இன்சுலேடிங் போன்ற உயர் செயல்திறன் கொண்ட பொருட்களை வடிவமைக்க வழிகளைத் திறக்கிறது. அதன் தீவிர நீட்டிப்பு திறன் காரணமாக, பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு அதன் முறையீடு மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது.

***

{மேற்கோள் காட்டப்பட்ட ஆதாரங்களின் பட்டியலில் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள DOI இணைப்பைக் கிளிக் செய்வதன் மூலம் அசல் ஆய்வுக் கட்டுரையைப் படிக்கலாம்}

ஆதாரம் (ங்கள்)

ஜான், எச் மற்றும் பலர். 2019. பயோமிமெடிக் கார்பன் டியூப் ஏர்ஜெல் சூப்பர்-எலாஸ்டிசிட்டி மற்றும் தெர்மல் இன்சுலேஷனை செயல்படுத்துகிறது. செம். http://dx.doi.org/10.1016/j.chempr.2019.04.025