गारवा की ऊब? - काचा स्वत:च ठरवणार!

सिंगापूरच्या नॅनयांग टेक्नॉलॉजिकल युनिव्हर्सिटीने असं एक सोल्युशन शोधलं आहे, जे खोलीच्या तापमानाचा अंदाज घेऊन खोली गार करायची आहे का उबदार करायची आहे, याचा अंदाज घेतं आणि त्याप्रमाणे  सूर्यकिरण खिडकीतून खोलीत येऊ शकतात, त्यावर नियंत्रण ठेवतं. 

खिडक्या हा कुठल्याही वास्तूचा अविभाज्य भाग असतो. प्रकाश आत येण्यासाठी आणि वायुविजन होण्यासाठी प्रत्येक वास्तूला खिडक्या ठेवाव्याच लागतात. पूर्वी दोन्ही पाखं उघडणाऱ्या लाकडी खिडक्या असायच्या. पण काळाच्या ओघात बाकी आर्किटेक्चर जसं आधुनिक झालं आणि बदललं तशा खिडक्याही बदलल्या. लाकडी चौकटीत काचा बसवायला सुरुवात झाली. त्यानंतर तर पूर्ण उघडणाऱ्या खिडक्या वापरणं लोकांनी बंद केलं आणि त्याऐवजी स्लायडिंग विंडोज बसवायला सुरुवात झाली. त्यातही फक्त अर्धी किंवा एक तृतीयांश खिडकी उघडणार आणि बाकीचा भाग कायम बंदच राहणार, अशी रचना होती. आणि मग तर विशेषतः व्यावसायिक इमारतींच्या सगळ्या भिंतीच काचेच्या करण्याची सुरुवात झाली.

या सगळ्या काचांचा वापर जसा वाढला, तसं त्या बांधकामाच्या आतील तापमानावर परिणाम व्हायला लागला. काचेतून आत आलेलं ऊन ट्रॅप झाल्यामुळे आतलं तापमान वाढायला सुरुवात झाली. मग पंखे आले आणि मग एसी! या सगळ्यामुळे विजेची मागणी वाढायला लागली. वीज निर्मिती करताना बहुतेकवेळा पर्यावरणाची किंमत मोजावीच लागते. त्यामुळेच जसजसा काचेचा आर्किटेक्चरमधला वापर वाढायला लागला, तसतसं त्या काचा पर्यावरणपूरक करण्याचे प्रयत्न होऊ लागले. काचांनी खोलीच्या आतलं तापमान फार वाढवू नये, यासाठी काय करता येईल, हे शोधायला सुरुवात झाली. मग काचांना लावायच्या काळ्या, निळ्या, हिरव्या, ग्रे फिल्म्स आल्या. त्यामुळे थेट ऊन आत येणं बंद होऊन आतलं तापमान वाढणं थोडं कमी झालं. मग संशोधकांनी काचांना लावण्याची सोल्युशन्स शोधली. त्यामुळे काचेतून आत येणारं ऊन नियंत्रित होऊ लागलं. पण कुठल्याही काचांना हे सोल्युशन किंवा फिल्म लावण्यात एक मोठी अडचण होती.

जगात ऑलमोस्ट कुठेही वर्षभर उकडत नाही. वर्षाचा काही काळ उकाडा असतो, त्यावेळी ऊन कमी आत आलेलं बरं वाटतं. कारण घराच्या किंवा ऑफिसच्या आत गारवा राहतो. ज्यावेळी फार उकाडा किंवा थंडी नसते, त्यावेळीदेखील अशा काही प्रमाणात ऊन अडवणाऱ्या खिडक्या चालू शकतात. पण ज्यावेळी हिवाळा असतो, त्यावेळी काय करायचं? वर्षातला काही काळ असा असतो की, आधीच बिल्डिंगच्या आत थंडी असते आणि जिथून कुठून ऊन आणि ऊब येईल ती हवी असते. अशावेळी ऊन अडवणाऱ्या खिडक्या नकोशा वाटतात. म्हणजे उन्हाळ्यात काचेला कोटिंग पाहिजे आणि हिवाळ्यात नको, अशी साधारण परिस्थिती असते. असं कसं करणार? दर वर्षी एकदा कोटिंग लावायचं आणि एकदा काढायचं असं तर काही होऊ शकत नाही. त्यापेक्षा असं काही कोटिंग सापडलं की जे हिवाळ्यात ऊन आत येऊ देईल आणि उन्हाळ्यात ते अडवेल तर? 

सिंगापूरच्या नॅनयांग टेक्नॉलॉजिकल युनिव्हर्सिटीने असं एक सोल्युशन शोधलं आहे, जे खोलीच्या तापमानाचा अंदाज घेऊन खोली गार करायची आहे का उबदार करायची आहे, याचा अंदाज घेतं आणि त्याप्रमाणे  सूर्यकिरण खिडकीतून खोलीत येऊ शकतात, त्यावर नियंत्रण ठेवतं. 

या नवीन काचांमध्ये कुठलाही विजेवर चालणारा भाग नाही. तर या काचा कलर स्पेक्ट्रमच्या नैसर्गिक गुणांचा वापर करतात. यात उन्हाळ्यात स्पेक्ट्रमच्या इन्फ्रा रेड भागाजवळचे सूर्यकिरण अडवले जातात. हे तापमान वाढविण्यासाठी प्रामुख्याने कारणीभूत असतात. तसेच हिवाळ्यात लॉन्ग वेव्ह इन्फ्रारेड किरण बूस्ट केले जातात. यामुळे नैसर्गिकरित्या तापमान कमी ठेवण्याला मदत होते. या  काचा बनविण्यासाठी वँनॅडियम डायऑक्साईड नॅनोपार्टिकल कॉम्पोनंट्स कंपोझिट, पॉली मिथाईल मेथाक्रायलेट आणि लो एमिसिव्हीटी कोटिंगचा उपयोग केलेला आहे. या काचेचा अभ्यास केल्यानंतर त्या टीमच्या असं लक्षात आलं की, वर्षभरातील सर्व ऋतूचा विचार केला तर या काचा वापरल्यामुळे विजेच्या वापरात सुमारे ९.५ टक्क्यांपर्यंत बचत होऊ शकते. जगाच्या ज्या भागात या काचा वापरायच्या असतील त्याप्रमाणे त्या काचांमध्ये काही प्रमाणात बदल करता येऊ शकतात. म्हणजे जिथे प्रामुख्याने थंडी असते आणि जिथे प्रामुख्याने उन्हाळा असतो अशा ठिकाणी वापरलेल्या काचांच्या केमिकल कंपोझिशनमध्ये थोडा फरक असेल. 

जग जसं आधुनिक होईल, तसे जगाचे प्रश्नही आधुनिक होतात आणि आधुनिक जगाचे प्रश्न यशस्वीरित्या सोडवायचे असतील तर त्यासाठी उत्तरंदेखील आधुनिक शोधावी लागतात. विजेचा वापर शक्यतो कमी केला पाहिजे. मात्र कितीही प्रयत्न केले, तरी विजेचा वापर ५० वर्षांपूर्वी होता तेवढा कमी करणं आता शक्य होणार नाही. मग काळाची चाकं उलटी फिरवता येत नसतील, तर ती सुलट्या दिशेला जोरात फिरवून भविष्यात असलेलं तंत्रज्ञान आत्ताच मिळवणं, हाच शहाणपणाचा मार्ग उरतो.

काचांच्या रासायनिक संरचनेत बदल
काचांनी बव्हंशी तापमान कमी ठेवायचं आहे का जास्त ठेवायचं आहे त्याप्रमाणे त्यांची रासायनिक संरचना बदलण्याची व्यवस्था या नव्या तंत्रज्ञानात आहे. ज्या ज्या यंत्रांमध्ये किंवा यंत्रणांमध्ये काचेतून “हीट लॉसेस” होतात त्या सर्व ठिकाणी हे तंत्रज्ञान वापरता येऊ शकतं.