Scientists have designed a nature-inspired கார்பன் 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
துருவ கரடி 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 பாலூட்டிகள். 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.
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.
Improved and more efficient thermal insulation systems hold promise for conserving primary energy consumption. சக்தி is now in short supply while ஆற்றல் costs are escalating. One of the ways to conserve energy is to improve thermal insulation of 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
