तापमान के प्रति संवेदनशील पहला ऐसा कपड़ा बनाया गया है जो हमारे शरीर के वातावरण के साथ ऊष्मा के आदान-प्रदान को नियंत्रित कर सकता है।
हमारा शरीर अवरक्त विकिरण के रूप में ऊष्मा अवशोषित या उत्सर्जित करता है। कमरे के तापमान पर लगभग 40 प्रतिशत ऊष्मा का स्थानांतरण इसी प्रकार होता है। मानव शरीर एक रेडिएटर की तरह काम करता है और हम कपड़ों का उपयोग इस प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए करते हैं, क्योंकि विभिन्न प्रकार के कपड़े अवरक्त विकिरण को अवशोषित करते हैं और तापमान को नियंत्रित करके हमें गर्म या ठंडा रखते हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से एक ऐसा कपड़ा विकसित करना चाहते हैं जो इस ऊर्जा को केवल अवशोषित करने के बजाय उत्सर्जित भी कर सके, ताकि हमारा शरीर निष्क्रिय रूप से ठंडा रहे। हालांकि, वस्त्र बाहरी वातावरण में होने वाले परिवर्तनों पर प्रतिक्रिया नहीं करते हैं, इसलिए उनमें शीतलन और तापन दोनों को नियंत्रित करने की क्षमता नहीं होती है। पर्यावरण में तापमान परिवर्तन से निपटने का एकमात्र तरीका उपयुक्त कपड़े चुनना और पहनना है।
एक नया अनूठा कपड़ा
अमेरिका के मैरीलैंड विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने एक ऐसा अभिनव कपड़ा बनाया है जो बाहरी मौसम की स्थिति के अनुसार शरीर से गुजरने वाली ऊष्मा की मात्रा को स्वचालित रूप से नियंत्रित कर सकता है। यह कपड़ा विशेष रूप से तैयार किए गए ऊष्मा संवेदनशील धागे (पॉलिमर फाइबर) से बना है, जिसके रेशे ऊष्मा (या अवरक्त विकिरण) के संचरण या अवरोधन के लिए 'द्वार' का काम करते हैं। यह 'द्वार' अत्यंत बुद्धिमत्तापूर्ण और अनूठे तरीके से कार्य करता है। जब बाहर का मौसम गर्म और आर्द्र होता है, तो रेशे के रेशे संकुचित हो जाते हैं और फाइबर सिकुड़ जाता है, जिससे कपड़े की बुनाई खुल जाती है। एक बार 'खुलने' पर, कपड़ा शरीर से निकलने वाली ऊष्मा को बाहर निकलने देकर शीतलन सक्रिय कर देता है। इससे हमें ठंडक का एहसास होता है क्योंकि कपड़ा सूर्य के प्रकाश को भी परावर्तित करता है। इसके विपरीत, जब बाहर का मौसम शुष्क और ठंडा होता है, तो फाइबर फैल जाता है और ऊष्मा को बाहर निकलने से रोकने के लिए अंतराल को कम कर देता है, जिससे व्यक्ति को गर्मी का एहसास होता है। इस प्रकार, यह कपड़ा बाहरी पर्यावरणीय परिस्थितियों के आधार पर वास्तविक समय में अवरक्त विकिरण को गतिशील रूप से नियंत्रित करता है।
इसके पीछे की तकनीक
इस कपड़े की नवीनता इसके आधार धागे में निहित है, जो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध दो विपरीत प्रकार के सिंथेटिक पदार्थों , जल-संवेदी सेलुलोज और जल-विरोधी ट्राइएसीटेट रेशों से बना है, जो या तो पानी को अवशोषित करते हैं या उसे प्रतिकर्षित करते हैं। रेशों के तंतुओं को एक चालक धातु - कार्बन-आधारित हल्के कार्बन नैनोट्यूब - से लेपित किया जाता है, जो सिंथेटिक रेशों की औद्योगिक रंगाई के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली सॉल्यूशन डाइंग के समान प्रक्रिया द्वारा किया जाता है। इन दोहरे गुणों के कारण, नमी जैसी स्थितियों के संपर्क में आने पर रेशा मुड़ जाता है। कोटिंग के भीतर कार्बन नैनोट्यूब के बीच विद्युत चुम्बकीय युग्मन में परिवर्तन होता है, जो एक 'विनियमन-स्विच' की तरह कार्य करता है। विद्युत चुम्बकीय युग्मन में इस परिवर्तन के आधार पर, कपड़ा हर बार या तो गर्मी को रोकता है या उसे गुजरने देता है। कपड़ा पहनने वाले व्यक्ति को इस अंतर्निहित गतिविधि का एहसास नहीं होता है क्योंकि कपड़ा यह प्रक्रिया एक मिनट से भी कम समय में बहुत तेजी से करता है। यह व्यक्ति की तापीय असुविधा के स्तर को स्वतः ही महसूस करता है और त्वचा के नीचे नमी के स्तर में परिवर्तन के अनुसार विकीर्ण होने वाली गर्मी की मात्रा को 35 प्रतिशत तक बदल सकता है।
एक व्यावहारिक प्रयोग में, टीम भविष्य के निर्माण के लिए मापनीयता दिखाने के लिए 0.5 m2 का नमूना बुनती है। नम और शुष्क परिस्थितियों में फाइबर रिक्ति में बदलाव को कॉन्फोकल फ्लोरेसेंस माइक्रोस्कोपी और कपड़े के फ्लोरोसेंटली रंगे हुए नमूने का उपयोग करके वास्तविक समय में कब्जा कर लिया गया था। फाइबर प्रदर्शन को मापने के लिए, उन्होंने एक फूरियर-ट्रांसफॉर्म आईआर स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग किया जिसमें आर्द्रता-भिन्न पर्यावरण कक्ष से जुड़ा हुआ था कपड़े का एक छोटा सा नमूना। उन्होंने देखा कि इन्फ्रारेड ट्रांसमिशन में फैब्रिक 35 प्रतिशत सापेक्ष परिवर्तन प्राप्त कर सकता है। फैब्रिक सभी प्रयोगों में एक मिनट से भी कम समय में कूलिंग से हीटिंग मोड में कुशलतापूर्वक स्विच कर सकता है।
क्या यह असली कपड़ों की तरह व्यावहारिक है?
पहली बार एक ऐसा अनोखा कपड़ा बनाया गया है जो ठंडे और शुष्क मौसम में व्यक्ति को गर्म रखता है और गर्म और उमस भरे मौसम में ठंडक पहुंचाता है। यह वाकई अद्भुत है! इस कपड़े को बुना या रंगा जा सकता है और इसे अन्य स्पोर्ट्सवियर की तरह ही धोया भी जा सकता है। इस कपड़े को और अधिक व्यावहारिक और रोजमर्रा के उपयोग के लिए उपयोगी बनाने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है। शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि वे निकट भविष्य में किसी विनिर्माण इकाई के साथ मिलकर इस अनोखे कपड़े से बने वस्त्रों का उत्पादन शुरू करेंगे। साइंस पत्रिका में प्रकाशित यह खोज नवोन्मेषी और आशाजनक है क्योंकि ऐसा कपड़ा एथलीटों, खिलाड़ियों, शिशुओं और बुजुर्गों के लिए सामान्य कपड़ों जैसा आराम और एहसास प्रदान करके फायदेमंद साबित हो सकता है।
***
स्रोत (रों)
झांग एक्सए एट अल 2019। एक कपड़ा में अवरक्त विकिरण की गतिशील गेटिंग। विज्ञान। 363 (6427)।
http://doi.org/10.1126/science.aau1217
***
