நவீன கண்டுபிடிப்பு: காற்றிலிருந்து தண்ணீரை பெறும் புதிய வழி
பென் இன்ஜினியரிங் பல்கலைக்கழகத்தின் வேதியியல் பொறியியல் ஆய்வகத்தில், ஒரு சாதாரண ஆய்வுத் திட்டத்தின் போது நிகழ்ந்த ஒரு தற்செயலான அவதானிப்பு (காற்றிலிருந்து தண்ணீரை), புதியதொரு விஞ்ஞான வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தது. இந்தக் கண்டுபிடிப்பு, எந்தவொரு வெளிப்புற ஆற்றலின் தேவைமின்றி காற்றிலிருந்து தண்ணீரை சேகரிக்கும் திறனை கொண்ட ஒரு புதிய வகை நானோ கட்டமைப்புச் சாய்ந்த பொருளை உலகிற்கு அறிமுகப்படுத்துகிறது.
ஆம்பிஃபிலிக் நானோபோரஸ் பொருள் – விஞ்ஞானம் வியக்கும் கட்டமைப்பு
இந்த புதிய நானோபோரஸ் பொருள், இரண்டு முரணான பண்புகளை ஒரே நேரத்தில் பெற்றுள்ளது: ஹைட்ரோஃபிலிக் (நீரை விரும்பும்) மற்றும் ஹைட்ரோபோபிக் (நீரைத் தள்ளும்) கூறுகளின் கலவை. இதன் மூலம் காற்றில் உள்ள ஈரப்பதத்தை ஈர்க்கும் மற்றும் அதை மேற்பரப்பில் நீர்த்துளிகளாக வெளியிடும் தன்மை இந்த பொருளுக்கு கிடைத்துள்ளது.
இந்தக் கண்டுபிடிப்பின் முக்கியத்துவம், இது எந்தவொரு வெப்ப ஆற்றல் அல்லது இயந்திர இயக்கங்களின்றியும் இயங்கும் என்பதிலேயே உள்ளது. இது இயற்கையில் காணப்படும் சில உயிரிகளின் பண்புகளை ஒத்துச் செயல்படுகிறது.
தற்செயலான அவதானிப்பில் தொடங்கிய புரட்சியான பயணம்
ஆய்வகத்தில் முன்னாள் பி.எச்.டி மாணவர் பாரத் வெங்கடேஷுடன் இணைந்து பணியாற்றிய போது, விஞ்ஞானிகள் ஒரு பயனுள்ள மாற்றத்தை கவனித்தனர். ஒரு ஹைட்ரோஃபிலிக் நானோபார்டிகிள் மற்றும் ஹைட்ரோபோபிக் பாலிமர் கலவையை சோதித்துக் கொண்டிருந்தபோது, ஒரு பொருளில் தானாக நீர்த்துளிகள் தோன்றத் தொடங்கின. இதன் காரணம் என்ன என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்காக அவர்கள் ஆய்வை விரிவுபடுத்தினர்.
குளிரூட்டாமல் தண்ணீரை சேகரிக்கும் தொழில்நுட்பம்
வழக்கமான நீர் அறுவடை முறைகள் காற்றில் உள்ள நீராவியை தண்ணீராக மாற்ற வெப்பநிலை வீழ்ச்சி அல்லது அதிக ஈரப்பதம் போன்ற சூழ்நிலைகளுக்கு சார்ந்திருக்கும். ஆனால் இந்த புதிய பொருள், தண்டுகி ஒடுக்கம் (capillary condensation) என்ற இயற்கைச் செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி, குறைந்த ஈரப்பதம் கொண்ட காற்றிலிருந்தே தண்ணீரை சேகரிக்க முடிகிறது.
இந்தக் கட்டமைப்பில் நீர் துளைகளுக்குள் சிக்காமல், வெளியேறி மேற்பரப்பில் நிலையாக நிலைத்திருப்பது மிகவும் விசித்திரமான மற்றும் புதிய அனுபவமாக இருந்தது.
இயற்பியல் விதிகளை மீறும் செயல்பாடு
ஆய்வாளர்கள் தங்களது முதற்கட்டக் கருதுகோளாக, வெப்பநிலை வேறுபாடுகள் நீர் ஒடுக்கத்தை ஏற்படுத்தியிருக்கலாம் என எண்ணினர். ஆனால், அவர்கள் பொருளின் தடிமனில் மாற்றங்களை செய்ததும், அதிக நீர்த் துளிகள் உருவாகுவது கண்டறியப்பட்டது. இது நீர் பொருளின் உள்பகுதியில் சேமிக்கப்படுவதை உறுதிப்படுத்தியது.
மேலும், இயற்கை ரீதியாக ஆவியாக வேண்டும் என எதிர்பார்க்கப்படும் நீர்த்துளிகள், பல மணி நேரங்களாக நிலையாக இருந்தன. இது இயற்பியலின் அச்சுவட்டிற்கு வெளியிலான ஒரு செயல் எனக் கருதப்படுகிறது.
ஒடுக்கம் – வெளியீடு சுழற்சி: தொழில்நுட்பத்தின் இருதயமாக
இந்த செயல்முறை, ஒரு ஒடுக்கம் மற்றும் வெளியீட்டு சுழற்சி (condensation-release cycle) ஆக செயல்படுகிறது. ஹைட்ரோஃபிலிக் மற்றும் ஹைட்ரோபோபிக் கூறுகளின் சரியான சமநிலையைப் பெற்ற இந்த பொருள், காற்றில் உள்ள ஈரத்தன்மையைத் தொடர்ந்து ஈர்த்து நீர்த்துளிகளை உருவாக்கும். இது ஒரு பின்தொடரும் வலையமைப்பை உருவாக்குகிறது, பசுமை ஆற்றல் தொழில்நுட்பத்தின் புதிய அத்தியாயமாகும்.
வறண்ட பகுதிகளுக்கான நவீன தீர்வுகள்
இந்த திரைப்பட வடிவில் தயாரிக்கப்படும் பொருட்கள், பொதுவான பாலிமர்கள் மற்றும் நானோ துகள்களிலிருந்து எளிதாக உருவாக்க முடியும். இதனை, செயலற்ற நீர் அறுவடை சாதனங்கள், குளிரூட்டும் மின்னணு சாதனங்கள் மற்றும் ஈரப்பதத்திற்கு பதிலளிக்கும் ஸ்மார்ட் பூச்சுகள் போன்றவற்றில் பயன்படுத்த முடியும்.
இது, சூரிய ஆற்றல் அல்லது பனிப்பொழிவுகள் இல்லாத சூழ்நிலைகளிலும், குடிநீரை நிலையான முறையில் வழங்கக்கூடிய தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்குவதற்கான தொடக்கமாக இருக்கிறது.
எதிர்கால ஆய்வுத் திசைகள்
இந்த கண்டுபிடிப்பின் மூலம் விஞ்ஞானிகள் எதிர்காலத்தில் மேற்கொள்ளக்கூடிய முக்கிய அம்சங்கள் பின்வருமாறு:
- ஹைட்ரோஃபிலிக் மற்றும் ஹைட்ரோபோபிக் கூறுகளின் சமநிலையை மேலும் மேம்படுத்துவது
- பொருளின் செயல்திறனை வாழ்க்கைமுறை பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்ப அளவிடுவது
- நீர்த்துளிகளை திறமையாக மேற்பரப்புகளில் உருட்டும் தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்குவது
நிறைவாக…
இக்கண்டுபிடிப்பு, வேதியியல், உயிரியல் மற்றும் பொருட்கள் அறிவியல் ஆகிய துறைகளை இணைத்து, இயற்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டு புதிய தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்கும் விதமாக உள்ளது. இது, வறண்ட பகுதிகளில் குடிநீர் சேகரிப்பு, குளிரூட்டும் முறைமை, மற்றும் பல பசுமை தொழில்நுட்பங்கள் போன்றவை மேம்படும் ஒரு முக்கிய கட்டமாகத் திகழ்கிறது.
இக்கண்டுபிடிப்பு, நம் எதிர்கால நீர் தேவைகளை தீர்க்கும் ஒரு புரட்சியான முன்னேற்றமாகவும், பசுமை உலகிற்கு வழிகாட்டும் ஒளிக்கோடாகவும் மாறும் என்பதை நம்பலாம்.
நன்றி