गर्मियाँ आ गई हैं और उनके साथ आती है अंतहीन प्यास। हम सामान्य से अधिक पानी पीते हैं और गर्मी में ठंडा पानी लगभग जादुई लगता है।

त्वरित मजेदार तथ्य: जब आप ठंडा पानी पीते हैं, तो यह गर्म होने पर आपके शरीर से गर्मी को अवशोषित करता है, जिससे आपके मुख्य तापमान को थोड़ा कम करने में मदद मिलती है। उसी समय, आपके मुंह और गले में तापमान सेंसर मस्तिष्क को संकेत भेजते हैं, जिससे तुरंत राहत और ताजगी का एहसास होता है।

पानी को ठंडा करने के कई तरीके हैं। लेकिन सबसे सरल और सबसे आकर्षक में से एक है – मिट्टी का बर्तन, या मटका।

वह विनम्र, घुमावदार बर्तन बिजली की एक भी इकाई का उपयोग किए बिना पानी को कैसे ठंडा रखता है?

मिट्टी का बर्तन किससे बनता है?

एक पारंपरिक मिट्टी का बर्तन प्राकृतिक मिट्टी से बनाया जाता है, आमतौर पर सिलिका और एल्यूमिना जैसे सूक्ष्म खनिज कणों से समृद्ध मिट्टी।

मिट्टी, जिसे अक्सर नदी तल या जलोढ़ मिट्टी से एकत्र किया जाता है, गीली होने पर आसानी से आकार दिया जा सकता है। आकार देने के बाद इसे हवा में सुखाया जाता है और फिर भट्टी में पकाया जाता है, जिससे यह सख्त हो जाता है।

महत्वपूर्ण बात यह है कि इसे बिना शीशे वाला छोड़ दिया गया है। इसका मतलब है कि सतह को सील नहीं किया गया है, और बर्तन थोड़ा छिद्रपूर्ण रहता है – आंख के लिए अदृश्य सूक्ष्म छिद्रों से भरा हुआ।

और वे छोटे छिद्र ही कुंजी हैं।

हर रोज रहस्य

तपती दोपहरी में मिट्टी के बर्तन को ध्यान से देखो। इसकी बाहरी सतह पर छोटी-छोटी बूंदें दिखाई देने लगती हैं। छूने पर किनारे थोड़े गीले लगते हैं। फिर भी अंदर का पानी आसपास की हवा की तुलना में काफ़ी ठंडा रहता है।

क्या बर्तन लीक हो रहा है? क्या यह बाहर से नमी सोख रहा है? या फिर पूरी तरह से कुछ और ही हो रहा है?

इसका उत्तर इस बात में निहित है कि आपका शरीर पहले से ही जानता है कि क्या करना है।

विज्ञान: वाष्पीकरण

वाष्पीकरण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा कोई तरल पदार्थ बिना उबले ही वाष्प में बदल जाता है।

मिट्टी में सूक्ष्म छिद्र पानी की थोड़ी मात्रा को धीरे-धीरे बर्तन की बाहरी सतह तक रिसने देते हैं। जब यह पानी गर्म हवा के संपर्क में आता है तो वाष्पित हो जाता है।

SchBut में वाष्पीकरण के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। वाष्प में बदलने के लिए, पानी को गर्मी को अवशोषित करना चाहिए, और वह उस गर्मी को बर्तन के अंदर के पानी से लेता है। परिणामस्वरूप, बचा हुआ पानी ठंडा हो जाता है।

सरल शब्दों में: जब सतह पर पानी वाष्पित हो जाता है, तो यह अपने साथ गर्मी भी ले जाता है।

यदि बर्तन को चमकदार (सिरेमिक प्लेटों की तरह) किया जाता, तो छिद्र बंद हो जाते, पानी बाहर नहीं रिसता और ठंडा नहीं होता।

यह कुछ जगहों पर बेहतर क्यों काम करता है?

मिट्टी के बर्तन गर्म, शुष्क मौसम में सबसे अच्छा काम करते हैं। नम हवा में, वाष्पीकरण धीमा हो जाता है क्योंकि हवा पहले से ही नमी से भरी होती है। यही कारण है कि मटके शुष्क गर्मी में सबसे प्रभावी लगते हैं।

एक स्मार्ट और टिकाऊ डिज़ाइन

बर्तन का गोलाकार आकार इसके सतह क्षेत्र को बढ़ाता है, जिससे अधिक वाष्पीकरण होता है। इसके चारों ओर घूमने वाली हवा शीतलन प्रक्रिया में मदद करती है। और यह यह सब बिजली, रसायन या प्लास्टिक के बिना करता है। रेफ्रिजरेटर से बहुत पहले, लोग ठंडा रहने के लिए सरल भौतिकी का उपयोग कर रहे थे।

मशीनों और बिजली की खपत की दुनिया में, मिट्टी का बर्तन एक शांत अनुस्मारक बना हुआ है कि कभी-कभी, सबसे स्मार्ट तकनीक सबसे सरल होती है।

गुवाहाटी भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान गुवाहाटी (आईआईटी-जी) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इमारतों को प्राकृतिक रूप से ठंडा रखने के लिए डिज़ाइन की गई ऊर्जा-कुशल ईंटें विकसित की हैं, जो टिकाऊ निर्माण के लिए एक समाधान पेश करती हैं।

शोधकर्ता आईआईटी-जी के स्कूल ऑफ एनर्जी साइंस एंड इंजीनियरिंग और स्कूल ऑफ एग्रो एंड रूरल टेक्नोलॉजी के बिटुपन दास, उर्बाशी बोरदोलोई, पुष्पेंद्र सिंह और पंकज कलिता हैं। उनका अध्ययन नवीनतम अंक में प्रकाशित हुआ है ऊर्जा भंडारण जर्नल.

आईआईटी-जी के एक बयान में कहा गया है, “आधुनिक वास्तुकला में, अधिकांश बुनियादी ढांचे इनडोर तापमान को बनाए रखने के लिए एयर कंडीशनिंग सिस्टम पर निर्भर करते हैं, खासकर गर्मियों के दौरान। हालांकि ये सिस्टम प्रभावी हैं, लेकिन वे पर्याप्त बिजली की खपत करते हैं और कार्बन उत्सर्जन और पर्यावरणीय गिरावट में महत्वपूर्ण योगदान देते हैं।”

आईआईटी-जी के शोधकर्ताओं ने छत और दीवारों के माध्यम से इमारत के अंदरूनी हिस्सों में प्रवेश करने वाली गर्मी की चुनौती को संबोधित करने पर ध्यान केंद्रित किया, जिससे एयर कंडीशनर का उपयोग बढ़ गया। उन्होंने गर्मी बढ़ने को कम करने के लिए पारंपरिक ईंटों को फिर से डिजाइन किया।

टीम ने चरण परिवर्तन सामग्री (पीसीएम), एक प्रकार का पदार्थ लागू किया जो चरण संक्रमण के दौरान गर्मी को अवशोषित और जारी कर सकता है। ऐसे पदार्थों का एक उदाहरण मोम है, जो पिघलते समय गर्मी को अवशोषित करता है और जमने पर इसे छोड़ देता है।

“इसी तरह, जब निर्माण घटकों में एम्बेडेड किया जाता है, तो पीसीएम दिन के दौरान अतिरिक्त गर्मी को अवशोषित करते हैं और तापमान गिरने पर इसे छोड़ देते हैं। इस तरह, पूरे दिन इनडोर तापमान स्थिर रहता है,” शोधकर्ताओं ने समझाया।

टीम ने अनुसंधान के लिए OM35 को सबसे उपयुक्त PCM पाया। यह सामग्री लगभग 35 डिग्री सेल्सियस पर पिघलती है, जो इसे गर्म, आर्द्र क्षेत्रों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाती है जहां तापमान 28 से 38 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है।

प्रोफेसर कलिता ने जलवायु-अनुक्रियाशील बुनियादी ढांचे के विकास में पीसीएम के उपयोग को रेखांकित किया। उन्होंने कहा, “विकसित बायो-कंपोजिट से भरी ऑटोक्लेव्ड वातित कंक्रीट ईंट आकार में अत्यधिक स्थिर है और गर्म और आर्द्र परिस्थितियों में पर्याप्त यांत्रिक शक्ति प्रदान करती है, जो इसे बुनियादी ढांचे के विकास के लिए उपयुक्त बनाती है।”

लीक चुनौती

शोधकर्ताओं ने मिश्रित सामग्री विकसित करने के लिए पीसीएम को बायोचार के साथ एकीकृत करके पिघलने के चरण के दौरान पीसीएम के लीक होने की चुनौती का समाधान किया। बायोचार एक कार्बन-समृद्ध सामग्री है जो एक सहायक मैट्रिक्स के रूप में कार्य करती है, पिघले हुए पीसीएम को अपनी जगह पर रखती है और तापीय चालकता को बढ़ाते हुए रिसाव को रोकती है।

प्रोफेसर कलिता ने कहा, “पीसीएम-एम्बेडेड ईंटें पारंपरिक ईंटों की तुलना में तापमान में कमी के मामले में बेहतर थर्मल प्रबंधन करने में सक्षम हैं, क्योंकि वे दिन के दौरान गर्मी को अवशोषित और संग्रहित कर सकती हैं और तापमान गिरने पर इसे धीरे-धीरे छोड़ सकती हैं, जिससे पारंपरिक ईंटों की तुलना में अधिक स्थिर इनडोर स्थितियों को बनाए रखने में मदद मिलती है।”

हालांकि, टीम ने कहा कि पीसीएम-आधारित थर्मल ईंटें जैसी नवीन प्रौद्योगिकियां अक्सर बाजार तक पहुंचने में विफल रहती हैं। “यह खराब प्रदर्शन के कारण नहीं है, बल्कि उच्च प्रारंभिक लागत, बड़े पैमाने पर विनिर्माण में कठिनाई, मानकीकरण की कमी और बिल्डरों और डेवलपर्स के बीच कम जागरूकता जैसी व्यावहारिक बाधाओं के कारण है। इसके अतिरिक्त, वास्तविक दुनिया प्रदर्शन परियोजनाओं की अनुपस्थिति उद्योग के विश्वास को कम करती है,” टीम ने कहा।

उन्होंने कहा, “सफल प्रयोगशाला-से-उपभोक्ता संक्रमण के लिए, लागत कम करना, पायलट परियोजनाओं के माध्यम से प्रदर्शन को मान्य करना, प्रमाणन प्राप्त करना और उद्योग हितधारकों के साथ सहयोग करना आवश्यक है। नीति समर्थन और जागरूकता कार्यक्रम अपनाने में और तेजी ला सकते हैं।” ईओएम