राइस यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने एक स्मार्ट सामग्री विकसित की है जो तापमान में बदलाव के साथ अपनी पारदर्शिता को समायोजित करती है, स्थायित्व, पारदर्शिता और प्रतिक्रिया के मामले में समान सामग्रियों से बेहतर प्रदर्शन करती है।एक के अनुसार, नया पॉलिमर मिश्रण इनडोर स्पेस कूलिंग के लिए ऊर्जा दक्षता में काफी वृद्धि कर सकता हैनया अध्ययनमें प्रकाशितजौल.

कूलिंग ऑफ की बात हो सकती हैजीवन या मृत्यु, लेकिन एयर कंडीशनिंग - कब औरअगर हो तोâपहले से ही दुनिया के ऊर्जा उपयोग का 7% और कार्बन उत्सर्जन का 3% हिस्सा है।तापमान रिकार्ड ऊंचाई पर पहुंचने के साथगर्म तरंगेंबढ़ रहा हैअधिक बारम्बारदुनिया भर में, घर के अंदर के तापमान को नियंत्रण में रखने के लिए और अधिक कुशल तरीकों की आवश्यकता भी अधिक बढ़ गई है।

समस्या को कम करने का एक तरीका यह है कि खिड़कियों पर ऐसी सामग्री का लेप लगाया जाए जो गर्मी को दूर रखे और साथ ही प्रकाश को भी गुजरने दे।सामग्रियों का एक ऐसा वर्ग थर्मोक्रोमिक्स है, फिर भी इमारतों, वाहनों और जहां भी आवश्यक हो, वहां उपयोग के लिए एक व्यवहार्य विकल्प बनाने के लिए मौजूदा किस्में अभी भी बहुत महंगी और अल्पकालिक हैं।

पुलिकेल अजयन के नेतृत्व में नैनोमटेरियल्स प्रयोगशाला में राइस इंजीनियरों द्वारा विकसित नई नमकीन पॉलिमर मिश्रण प्रणाली इन चुनौतियों पर काबू पाती है, जो संभावित रूप से ऊर्जा-कुशल इनडोर स्पेस कूलिंग तकनीक के रूप में थर्मोक्रोमिक्स की बड़े पैमाने पर तैनाती को सक्षम बनाती है।

"एक ऐसी खिड़की की कल्पना करें जो दिन के गर्म होने के साथ कम पारदर्शी हो जाती है, जो ऊर्जा की खपत किए बिना अंदरूनी हिस्से को ठंडा रखती है," श्रीहरि साजू ने कहा।पदार्थ विज्ञानऔर राइस में नैनोइंजीनियरिंग डॉक्टरेट छात्र जो अध्ययन के सह-प्रमुख लेखक हैं।"हमारा फॉर्मूलेशन मौजूदा थर्मोक्रोमिक सामग्रियों की सीमाओं जैसे कम जीवनकाल और उच्च लागत को दूर करने के लिए कार्बनिक और अकार्बनिक दोनों घटकों का लाभ उठाता है।

"इसके अलावा, इस सामग्री की तापीय प्रतिक्रिया वास्तविक दुनिया की पर्यावरणीय मांगों से अच्छी तरह मेल खाती है। हमारा मानना ​​है कि इस सामग्री से बनी स्मार्ट खिड़कियां काफी हद तक कम कर सकती हैंऊर्जा की खपतइमारतों में, ऊर्जा लागत और कार्बन पदचिह्न दोनों पर एक ठोस प्रभाव पड़ता है।"

शोधकर्ताओं ने विभिन्न पर्यावरणीय और वास्तुशिल्प सेटिंग्स के तहत सामग्री के व्यवहार को समझने के लिए प्रयोगात्मक तरीकों को कम्प्यूटेशनल सिमुलेशन के साथ जोड़ा।उदाहरण के लिए, उन्होंने आकलन किया कि बड़े पैमाने पर तैनात किए जाने पर इसके संभावित प्रभाव का अंदाजा लगाने के लिए दुनिया भर के विशिष्ट शहरी क्षेत्रों में सामग्री कैसा प्रदर्शन करेगी।

"हमारा दृष्टिकोण अद्वितीय था क्योंकि इसमें उन सामग्रियों और तकनीकों के सटीक संतुलन की आवश्यकता थी जिन्हें इस संयोजन में पहले नहीं खोजा गया था, जो स्मार्ट सामग्रियों को विकसित करने के लिए एक नया मार्ग प्रदान करता है," अजयन अनुसंधान समूह के एक शोध वैज्ञानिक और सह-आनंद पुथिरथ ने कहा।अध्ययन के प्रमुख लेखक।"हमने सामग्री के गुणों को चिह्नित करने के साथ-साथ पर्यावरणीय स्थिरता और स्थायित्व परीक्षण के लिए व्यापक प्रयोग किए, जिससे पता चला कि हमारा मिश्रण मौजूदा थर्मोक्रोमिक्स से बेहतर प्रदर्शन कर सकता है।"

शोधकर्ताओं ने एक प्रकार के नमक के साथ दो पॉलिमर को मिलाकर सामग्री को संश्लेषित किया और तापमान में उतार-चढ़ाव के साथ पारदर्शी और अपारदर्शी राज्यों के बीच सहज संक्रमण प्राप्त करने के लिए संरचना को अनुकूलित करने पर काम किया।उनके निष्कर्षों से पता चलता है कि नया थर्मोक्रोमिक मिश्रण न केवल सौर विकिरण को विनियमित करने में अत्यधिक प्रभावी है, बल्कि 60 वर्षों के अनुमानित जीवनकाल के साथ उल्लेखनीय रूप से टिकाऊ भी है।

"इन शोध निष्कर्षों ने थर्मोक्रोमिक्स के स्थायित्व और प्रदर्शन में और विशेष रूप से एक सरल व्यावहारिक व्यवहार्य प्रणाली में नए मानक स्थापित किए हैं," अध्ययन के संबंधित लेखक अजयन और राइस के बेंजामिन एम. और मैरी ग्रीनवुड एंडरसन इंजीनियरिंग के प्रोफेसर और प्रोफेसर और विभाग के अध्यक्ष ने कहा।सामग्री विज्ञान और नैनोइंजीनियरिंग।

"हमारा काम एक महत्वपूर्ण चुनौती का समाधान करता हैस्थाई वास्तुकला, बढ़ाने के लिए एक व्यावहारिक और स्केलेबल समाधान की पेशकशऊर्जा दक्षताइमारतों में।"

सामग्री के थर्मोक्रोमिक व्यवहार का अध्ययन हांगकांग के चीनी विश्वविद्यालय, शा टिन में इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर यी लॉन्ग और उनके डॉक्टरेट छात्र, शनचेंग वांग के सहयोग से किया गया था।