மின்சாரத்தைச் சேமிக்கும் புதிய ‘ஸ்மார்ட்’ சாளரங்கள்

ஜெயஶ்ரீ
Thu Feb 04 2016 23:11:20 GMT+0300 (EAT)

சாளரங்களைக் (window) கடந்து அறைக்குள் செல்லும் சூரியக்கதிர் குளிர் காலங்களில் இதமாக இருந்தாலும் வெயில் காலங்களில் வெப்பத்தை மேலும் அதிகப்படுத்தும். இதற்கு தீர்வாக புதிதாக கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ள ‘ஸ்மார்ட்’ சாளரங்கள் தன் ஒளி ஊடுருவு திறனை தானே மாற்றிக்கொள்கிறது.

‘ஸ்மார்ட்’ சாளரங்கள் சில ஏற்கனவே நடைமுறையில் இருக்கின்றன. அவற்றில் ஒரு வகை திரவ படிக இருமுனையத்தின் (liquid crystal diode) பெரிய வடிவமான விளங்குகின்றன. அச்சாளரத்தின் வழியே மின்சாரம் பாயும் போது அதன் கண்ணாடி இருட்டாகிறது. இதனால் ஒளி ஓரளவிற்கு தடுக்கப்படுகிறது. குமிழ்(switch) மூலமாக ஒளித்தடை விகிதத்தைக் கட்டுப்படுத்த முடிகிறது. சில கண்ணாடிகளில் பொருத்தப்பட்டிருக்கும் உணர்வி(sensor) தானாகவே மின்சாரத்தைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.

தற்போது உருவாக்கப்பட்டிருக்கும் சாளரத்தில் இது போன்ற மின்னணுக் கருவிகள் தேவை இல்லை. வெளிப்புற வெப்பநிலையைப் பொருத்து இயங்கும் இந்த சாளரத்தை ஷாங்காயின் சீனா அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த வேதியியல் பொறியியலாளர் க்ஸுஹாங் குவோ மற்றும் அவரது குழு உருவாக்கியிருக்கிறது.

குவோ குழு ஒரு சாளரத்தின் இரு கண்ணாடிகளுக்கு இடையே கூழ்மத்தை(colloid) நிரப்பினர். கூழ்மத்தின் பெரும் பகுதி நீர் மற்றும் வெறியத்தால்(alcohol) ஆனது. இதன் இடையே சிறிய களிமத்(gel) துளிகள் மிதந்து கொண்டிருக்கின்றன. துளியின் குறுக்களவு 200 முதல் 700 நானோமீட்டர். வெப்பத்தை உணரக்கூடிய பல்படிமத்தால் ஆனது இந்த களிமம்(gel). இதில் நீரும் நீர்ப்பாகும்(glycerol) எனும் ஒரு வகை வெறியமும் கலந்திருக்கின்றன. நீரும் நீர்ப்பாகும் தளர்வாக இருப்பதால் கரைவதில்லை.

குறைந்த வெப்ப நிலையில் அதன் மூலக்கூறுகள்(molecules) நேராகவும் நீளமாகவும் இருப்பதால் எளிதில் கரைந்து அதிகப்படியான ஒளியை ஊடுருவ அனுமதிக்கிறது. வெப்பம் 32 டிகிரீ செல்சியஸைத் தொடும் போது பல்படிமம் சிறு பந்துகளாக சுருண்டு விடுகின்றன. இவை கரையாமல் மேகங்கள் போல் திரண்டு நிற்பதால் ஒளி ஊடுருவ முடியாமல் தடைபடுகிறது.

ஆய்வாளர்கள் இந்தக் களிமச் சாளரத்தையும் திரவம் சார்ந்த வேறொருச் சாளரத்தையும் ஒப்பிட்டுப் பார்த்தனர். அதில் களிமச் சாளரம் 25 சதவிகித ஒளியையும் அகச் சிவப்பு வெப்பத்தையும் தடுத்தது என்று தெரிவித்தனர். திரவம் சார்ந்த சாளரத்தில், அத்திரவம் ஒளியை ஈர்த்துக் கொண்டதால் வெப்பம் 10 டிகிரீ வரை தான் குறைந்தது. புதிய சாளரத்திலும் களிமம் வெப்பத்தை உறிஞ்சினாலும் வெப்பமிகுதியால் அவை குழுமமாகத் திரண்டதால் ஒளியின் ஊடுருவல் குறைந்தது; ஒளி தடைப்பட்டது; வெப்பம் 20 டிகிரீ வரை குறைந்தது என்று குவோ தெரிவிக்கிறார்.

வெனேடியம் ஆக்சைடு(vanadium oxide) எனும் தனிமத்தைச் சேர்த்தால் 40 சதவிகிதம் வரை ஒளியின் ஊடுருவல் குறையும் என்று குவோ கூறுகிறார். பல்படிமத்தின் உரு எந்த வெப்பநிலையில் மாற ஆரம்பிக்கிறது என்று கண்டுபிடிக்கும் முயற்சியில் ஈடுபட்டிருக்கையில், கிளிசரால் அதிகமான போது பல்படிமத்தின் உரு மாறும் வெப்பநிலை குறைகிறது என்று கண்டுபிடித்தனர்.

பிரின்ஸ்டன் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த வேதியியல் பொறியாளர் ராபர்ட் ப்ரூட் ஹோம், ஆற்றலை இடமாற்ற(transfer) கடத்தல்(conduction) முறையையும் பயன்படுத்தலாம். இந்த முறையில் வேகமாக இயங்கும் அணுக்கள் வேகம் குறைவாக இயங்கும் அணுக்களுடன் மோதும் போது சக்தி பரிமாற்றம் நடைபெறுகிறது. ஆதலால் வெப்ப அளவு அதிகரிப்பதற்கான வாய்ப்பு உள்ளது என்று ப்ரூட் ஹோம் தெரிவிக்கிறார். இதைக் குறித்து இன்னும் சில சோதனையை ஆய்வாளர்கள் மேற்கொள்ள வேண்டும் என்று ப்ரூட் ஹோம் தெரிவிக்கிறார்.