दुनिया भर में तापमान बढ़ने के कारण, हम अपने घरों और अन्य इमारतों को ठंडा कैसे रखें? हमारे बीच का धन हमारे एयर कंडीशनिंग को विस्फोटित करता है, जो प्रभावी है, लेकिन केवल उच्च ऊर्जा उपयोग के लिए पर्यावरण को नुकसान पहुँचाता है। कम भाग्यशाली बस पीड़ित होते हैं, या गर्मी की लहरों में भी मर जाते हैं।
कोलंबिया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के पास ठंडी इमारतों के लिए एक उपन्यास समाधान है, वे कहते हैं कि जलवायु परिवर्तन के बोझ को कम करने में मदद कर सकता है। यह एक सफेद पेंट है - तकनीकी रूप से एक बहुलक कोटिंग - जो हवा को ठंडा करने के लिए असीम रूप से छोटे छेद का उपयोग करता है।
कोटिंग पैसिव डे टाइम रेडियेटिव कूलिंग (PDRC) का एक उदाहरण है, जिसमें एक सतह सूरज की रोशनी को दर्शाती है और वातावरण में वापस गर्मी पैदा करती है। सफेद पेंट, जो प्रकाश को प्रतिबिंबित करते हैं, लंबे समय से पीडीआरसी के लिए उपयोग किया जाता है। लेकिन उनमें आमतौर पर रंजक होते हैं जो प्रकाश को अवशोषित करते हैं, और वे लंबे समय तक सौर तरंग दैर्ध्य को अपूर्ण रूप से दर्शाते हैं।
इसके विपरीत, कोलंबिया टीम द्वारा विकसित कोटिंग में फोम की सतह है जो नैनोस्केल छेद से भरी है। इसे बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने मूल रूप से सफेद पेंट से वर्णक लिया और इसे इन छोटे छेदों से बदल दिया। यह सामान्य रूप से पारदर्शी बहुलक सफेद रंग में बदल जाता है। छेद तितर बितर करते हैं और सूरज की रोशनी के सभी तरंग दैर्ध्य को दर्शाते हैं, जिससे कोटिंग पारंपरिक पेंट की तुलना में पीडीआरसी पर बेहतर होती है।
"एफ़िशियल व्हाइट पेंट्स" आमतौर पर कुल सूर्य के प्रकाश का केवल 85 प्रतिशत प्रतिबिंबित करते हैं, लेकिन बाकी को अवशोषित करते हैं और गर्मी को बढ़ाते हैं, "ननफैंग यू कहते हैं, जो लागू भौतिकी के एक प्रोफेसर हैं जो आज जर्नल में प्रकाशित शोध में काम करते हैं। "इसके विपरीत, हमने जो कोटिंग विकसित की है वह कुल सूर्य के प्रकाश के 96 से 99 प्रतिशत को दर्शाती है - पराबैंगनी, दृश्य और अवरक्त - जो उल्लेखनीय रूप से उच्च है, और सूरज की रोशनी मजबूत होने पर भी परिवेश के तापमान से नीचे रह सकती है।"
अन्य वैज्ञानिकों ने शीतलन को प्राप्त करने के लिए इसी तरह के सौर-परावर्तन विधियों का उपयोग किया है, बफेलो विश्वविद्यालय में रासायनिक और जैविक इंजीनियरिंग के प्रोफेसर मार्क स्विहार्ट कहते हैं, जो शोध में शामिल नहीं थे।
"हालांकि, यहां जो नया है, वह परिणाम प्राप्त करने का अपेक्षाकृत सरल और चतुर साधन है, " वे कहते हैं। "जैसा कि सबसे अच्छा मैं बता सकता हूं, किसी ने पहले इस निष्क्रिय कूलिंग एप्लिकेशन के लिए ऐसे झरझरा पॉलिमर का उपयोग करने का प्रस्ताव नहीं किया है। काम की नवीनता निष्क्रिय शीतलन प्रभाव को प्राप्त करने वाली फिल्मों के निर्माण के लिए इस बहुत ही सरल विधि के चयन में निहित है। ”
क्योंकि विधि इतनी सरल है, Swihart कहते हैं, यह बड़े पैमाने पर उत्पादन और लागू करने के लिए अपेक्षाकृत आसान और सस्ता हो सकता है - कोटिंग, उदाहरण के लिए, बड़े रोल में निर्मित और वॉलपेपर की तरह लागू किया जा सकता है।
"मुझे लगता है कि इसमें महत्वपूर्ण व्यावहारिक क्षमता हो सकती है, " वे कहते हैं।
कोटिंग सनी जलवायु में सबसे अच्छा काम करती है - अध्ययन में पाया गया कि एरिज़ोना रेगिस्तान में गर्मी में 6 डिग्री सेल्सियस की कमी आई है। लेकिन यह फॉगियर, अधिक उष्णकटिबंधीय वातावरण में भी अच्छी तरह से काम करता है - इसने बांग्लादेश में गर्मी को 3 डिग्री सेल्सियस तक कम कर दिया। इसका मतलब है कि इसका इस्तेमाल दुनिया भर में अलग-अलग सेटिंग्स में किया जा सकता है।
कोटिंग को लागू करना आसान है, अनिवार्य रूप से एक मानक पेंट की तरह काम कर रहा है। इसका उपयोग छतों से लेकर पानी की टंकियों से लेकर वाहनों तक लगभग किसी भी सतह पर किया जा सकता है। उत्पाद ने व्यापक दर्शकों के लिए उत्पाद अपील करने की उम्मीद में, विभिन्न रंगों में कोटिंग बनाने के साथ प्रयोग किया। रंग जोड़ने से शीतलन की डिग्री कम होती है, लेकिन प्रदर्शन अभी भी रंगीन वाणिज्यिक पेंट से बेहतर है।
"मानव स्वाद के मद्देनजर यह महत्वपूर्ण है, " ज्योतिर्मय मंडल, एक डॉक्टरेट छात्र और अध्ययन पर प्रमुख लेखक कहते हैं। "हर कोई अपने घर पर एक सफेद छत नहीं चाहता है, और पेंट कंपनियां दशकों से 'शांत रंग' विकसित करने की कोशिश कर रही हैं।"
शोधकर्ता अब समान शीतलन प्रदर्शन के साथ कोटिंग्स बनाने के लिए पानी या अल्कोहल-आधारित प्रणालियों का उपयोग करने पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, जो उत्पाद को अधिक पर्यावरण-अनुकूल और लागू करने में आसान बना सकता है। वे खारिज किए गए पॉलिमर को रीसायकल करने के नए तरीके भी देख रहे हैं।
टीम को उम्मीद है कि कोटिंग का उपयोग अंततः रेगिस्तान से उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में मध्यवर्ती जलवायु वाले स्थानों में किया जा सकता है - अनिवार्य रूप से कहीं भी जहां गर्मी ठंड से अधिक एक समस्या है। यह विभिन्न प्रकार की आर्थिक स्थितियों में भी उपयोगी हो सकता है।
"संसाधन समृद्ध सेटिंग्स में, कोटिंग एयर-कंडीशनिंग लागत को कम कर सकती है, " सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के प्रोफेसर युआन यांग कहते हैं, जिन्होंने अनुसंधान पर काम किया। "संसाधन-खराब सेटिंग्स में, जहां विद्युत शीतलन अप्राप्य या अनुपलब्ध है - उदाहरण के लिए ग्रामीण दक्षिण एशिया या अफ्रीका में - उप-परिवेशीय शीतलन राहत दे सकता है।"
कोटिंग, यदि एक बार में पर्याप्त इमारतों पर उपयोग की जाती है, तो तथाकथित "शहरी गर्मी द्वीप" से निपटने में भी मदद कर सकती है - शहरी क्षेत्र जो अपने आसपास की तुलना में बहुत गर्म हो जाते हैं, करीब-करीब इमारतों और मानव गतिविधि के बहुत सारे धन्यवाद। जैसा कि दुनिया का शहरीकरण जारी है, ये गर्मी द्वीप एक बढ़ती हुई समस्या है - गर्मी की लहरें शहर-निवासियों की एक विषम संख्या को मारती हैं।
मंडल ने कहा, "इस तरह के प्रयास के लिए शोधकर्ताओं, शहरी योजनाकारों और नीति निर्माताओं के बीच व्यापक सहयोग की आवश्यकता होती है।" "हमें उम्मीद है कि हमारा काम वैज्ञानिक सर्किलों के बाहर विकिरण शीतलन की क्षमता के बारे में जागरूकता फैलाएगा।"
