இனி ஏ.சி தேவையில்லை, கூலிங் சிமென்ட் வந்தாச்சு... நகரங்களை குளிர்ச்சியாக மாற்றும் புதிய டெக்னாலஜி!

நமது நகரங்கள் சிமெண்ட்டால் கட்டப்பட்டு, உறுதியாக நின்றாலும், அவை நகரங்களை மேலும் சூடாக்குகின்றன. கட்டிடங்களின் மேற்கூரை மற்றும் சாலைகள் சூரிய ஒளியை உறிஞ்சி, வெப்பத்தை சேமித்து, மீண்டும் அதை சுற்றுப்புறக் காற்றில் வெளியிடுகின்றன. இந்த வெப்பத்தைக் குறைக்க ஏர் கண்டிஷனர்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் அவை அதிக மின்சாரத்தை எரித்து, கார்பன் உமிழ்வை அதிகரிக்கின்றன.

இந்தச் சிக்கலுக்கு தீர்வுகாண, சீனாவின் தென்கிழக்கு பல்கலைக்கழகத்தை (Southeast University) சேர்ந்த ஃபெங்யின் டு தலைமையிலான குழு, சிமெண்ட்டையே நகரங்களை சூடாக்குவதற்குப் பதிலாக குளிர்ச்சியாக மாற்ற முடியும் என்று நம்புகிறது.

சாதாரண சிமெண்ட் ஏன் தோல்வியடைகிறது?

வழக்கமான சிமெண்ட் அடர் சாம்பல் நிறத்தில் இருப்பதால், சூரிய ஒளியை மீண்டும் பிரதிபலிக்காமல், அதன் ஆற்றலை உறிஞ்சி வெப்பமாக மாற்றுகிறது. இந்த வெப்பம் கட்டிடங்களுக்குள் பரவி, அறைகளைச் சூடாக்குகிறது. இது வெளிப்புறச் சூழலையும் வெப்பமாக்குகிறது. இதனால் தெருக்கள் மற்றும் நடைபாதைகள் சூடாகின்றன. நகரங்கள் சூடாகும்போது, மக்கள் ஏர் கண்டிஷனிங்கை அதிகமாகப் பயன்படுத்துகின்றனர். இது அதிக மின்சாரத்தை செலவழிக்கிறது. நாம் இதே பொருட்களைத் தொடர்ந்து பயன்படுத்தினால், குளிர்ச்சிக்கான தேவை அதிகரித்துக் கொண்டே இருக்கும். இந்த நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில், குளிர்ச்சிக்காகப் பயன்படுத்தப்படும் ஆற்றலால் ஏற்படும் கார்பன் உமிழ்வு 3 மடங்கு அதிகமாக இருக்கலாம்.

வித்தியாசமான சிமெண்ட்டை உருவாக்குதல்

தென்கிழக்கு பல்கலைக்கழகக் குழு வித்தியாசமான அணுகுமுறையைக் கையாண்டது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் புதிய வகை சிமெண்ட்டை உருவாக்கினர். இதில் இயற்கையாக கிரிஸ்டல்கள் மேற்பரப்பில் உருவாகின்றன. எட்ரிங்கைட் (ettringite) என்ற கனிமமே இந்த செயல்முறையை செய்கிறது. “இது கண்ணாடி போலவும், ரேடியேட்டர் போலவும் வேலை செய்கிறது. இது சூரிய ஒளியை மீண்டும் பிரதிபலித்து, வெப்பத்தை வானத்திற்கு அனுப்புகிறது. இதனால், ஒரு கட்டிடம் ஏர் கண்டிஷனிங் அல்லது மின்சாரம் இல்லாமல் குளிர்ச்சியாக இருக்க முடியும்” என்று விளக்கினர். இந்தச் சிமெண்ட்டில் உள்ள நுண்துளைகளும், அலுமினியம் நிறைந்த ஜெல்-லும் வெப்பம் தப்பிக்க உதவுகின்றன. இவை இரண்டும் சேர்ந்து, சிமெண்ட்டின் மேற்பரப்பை ஒரு பிரதிபலிப்பாளராகவும், ரேடியேட்டராகவும் செயல்பட வைக்கின்றன.

குளிர்ச்சி தரும் சிமெண்ட் எப்படி உருவாக்கப்படுகிறது?

இந்தச் சிமெண்ட்டின் செய்முறை, சுண்ணாம்புக்கல் (limestone), ஜிப்சம் (gypsum), அலுமினா (alumina), மற்றும் சிலிகா (silica) போன்ற பொதுவான கனிமங்களில் தொடங்குகிறது. இவை சிறு உருண்டைகளாக செய்யப்பட்டு, சூடாக்கப்பட்டு, பின்னர் அரைக்கப்படுகின்றன. தண்ணீருடன் கலக்கும்போது, இந்தத் துகள்கள் எட்ரிங்கைட் மற்றும் ஜெல் இரண்டையும் உருவாக்குகின்றன. மேற்பரப்பை வடிவமைக்க, குழு அச்சுகளையும், நுண்துளைகளை உருவாக்கும் காற்று குமிழ்களையும் பயன்படுத்தியது. இந்த நுண்துளைகளுக்குள் கிரிஸ்டல்கள் வளர்கின்றன. இவை ஒளியை சிதறடித்து, பிரதிபலிப்புத் திறனை அதிகரிக்கின்றன.

சூரிய ஒளியில் சோதனை

ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த புதிய சிமெண்ட்டை படு பல்கலைக்கழகத்தின் (Purdue University) மேற்கூரையில் வைத்து சூரிய ஒளியில் சோதித்தனர். இந்தச் சிமெண்ட், அதைச் சுற்றியுள்ள காற்றை விட 5.4°C (9.7°F) குறைந்த வெப்பநிலையில் இருந்தது. மேலும், வழக்கமான போர்ட்லாந்து சிமெண்டை விட 26°C (47°F) மிகவும் குளிர்ச்சியாக இருந்தது. சாதாரண சிமெண்ட் போல வெப்பத்தை சேமிக்கவில்லை என்பதை காட்டுகிறது.

இரவில், சூரிய ஒளி இல்லாத போதும், இந்த சிமெண்ட் சேமிக்கப்பட்ட வெப்பத்தை வானத்திற்கு வெளியேற்றியது. இது, சூரியன் மறைந்த பிறகு அதன் குளிர்ச்சி தரும் திறன் நிற்கவில்லை என்பதைக் காட்டுகிறது. இதனால், இது பகல் மற்றும் இரவு இரண்டு நேரங்களிலும் மேற்பரப்புகளை குளிர்ச்சியாக வைத்திருக்க முடியும்.

வலிமை & தாங்கும் திறன்

குளிர்ச்சி தரும் திறன் மட்டும் போதாது; கட்டிடங்களுக்கு நீடித்திருக்கும் பொருட்கள் தேவை. இந்த புதிய சிமெண்ட் 100 MPa-க்கு மேலான அழுத்தம் தாங்கும் வலிமையைக் காட்டியது. இது பல பாரம்பரிய கலவைகளை விட வலிமையானது. இது கீறல்களுக்கு எதிர்ப்புத் தெரிவித்தது, உறைபனி மற்றும் உருகும் சுழற்சியிலும் அப்படியே இருந்தது, மேலும் அரிக்கும் திரவங்களிலும் சிதையாமல் இருந்தது. பல மாதங்கள் UV கதிர்வீச்சுக்கு உட்படுத்தப்பட்டு, ஒரு வருடம் முழுவதும் வெளியில் இருந்த பின்னரும், அதன் பிரதிபலிப்புத் திறன் சிறிதும் குறையவில்லை.

குளிர்ச்சி தரும் சிமெண்ட்டின் காலநிலை நன்மைகள்

செயல்திறனைப் போலவே, உற்பத்தியும் முக்கியமானது. இந்தச் சிமெண்ட் குறைந்த வெப்பநிலையில் தயாரிக்கப்படுவதால், உற்பத்தி செய்யும் போது ஏற்படும் உமிழ்வு சுமார் 25% குறைகிறது. வாழ்க்கைச் சுழற்சி ஆய்வுகளின்படி, 70 ஆண்டுகளில், ஒரு டன் இந்தச் சிமெண்ட், வழக்கமான போர்ட்லாந்து சிமெண்டை விட 2,867 கிலோகிராம் CO2-ஐக் குறைக்க உதவும். நியாமி (Niamey) மற்றும் மும்பை போன்ற சில நகரங்கள், இதை விரைவாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் கார்பன் நியூட்ராலிட்டியை (carbon neutrality) அடைய முடியும்.