સાયન્સ ફેર : ટ્રાન્સપરન્ટ વુડ : એનર્જી સેવિંગ માટે ક્રાંતિકારી

જ્વલંત નાયક

ઉર્જા વિના માણસજાતને ક્યારેય ચાલવાનું નથી, અને ઉર્જાના મોટાભાગના સ્રોતો ‘પરંપરાગત’, એટલે કે આવનારા સમયમાં ખૂટી પડે એવા છે. (દા.ત. ખનીજો, પેટ્રોલિયમ પેદાશો… વગેરે.) આથી બિનપરંપરાગત ઉર્જા સ્રોતો (સૌરઉર્જા, પવનઉર્જા વગેરે)નો વપરાશ વધે, એ માટે વૈજ્ઞાનિકો પ્રયત્નશીલ હોય એ સ્વાભાવિક છે. અને આ પ્રયત્નોના ફળ દેખાવાની શરૂઆત પણ થઇ ચૂકી છે. ઇન્ટરનેશનલ એનર્જી એજન્સી (IEA) દ્વારા ગત વર્ષે જે રિસર્ચ પબ્લિશ થયા, એ સૌર ઉર્જાનો વધતો વપરાશ દર્શાવનારા છે. ૨૦૧૬ની ગણતરી મુજબ, પાવર પ્રોડક્શનના જે કોઈ નવા સ્રોત ઉત્પન્ન થયા, એ પૈકીના બે તૃતીયાંશ સ્રોતો બિનપરંપરાગત સ્રોત હતા ! અને એમાંય મુખ્ય ફાળો સૌર ઉર્જાનો હતો. અને એથી ય વધુ હરખાવા જેવી વાત એ છે કે ભારત અને ચાઈના જેવા ગીચ વસતી ધરાવનારા દેશો પણ સૌર ઉર્જાના ઉપયોગ તરફ વળી રહ્યા છે.

હવે જરા જુદી હકીકત તપાસીએ. સૌરઉર્જા સાવ મફતમાં-વિપુલ માત્રામાં મળે છે એ વાત સાચી, પણ એને ઝીલવા માટેની સોલાર પેનલ્સ ક્યાં ઇન્સ્ટોલ કરવી, એ એક મોટી સમસ્યા છે. આપણા ઘરોનો જ દાખલો લો. એક અંદાજ મુજબ એનર્જી કન્ઝમ્પશનનો ૩૦થી ૪૦% જેટલો હિસ્સો આપણા બિલ્ડીંગ્સમાં (બાંધકામ, લાઈટ્સ, વોટર હીટીંગ, રેફ્રીજરેશન, એર કંડીશનીંગ વગેરેમાં) જ વપરાઈ જાય છે! એની સામે, સોલાર પેનલ્સ ગોઠવવા માટે આપણી પાસે કેટલી જગ્યા છે?! અગાશીમાં માય માયને કેટલીક પેનલ્સ સમાય! અને આજકાલ અગાશી ય કેટલા ઘરોમાં હોય?!

પણ, હા… દીવાલો તો બધા જ ઘરમાં હોવાની. જો ઈંટ, પથ્થરને બદલે પારદર્શક દીવાલો રાખી હોય તો? તો તો સૂર્યનો બહુ બધો પ્રકાશ ઘરમાં બેઠે મેળવી શકાય! ઘરમાં જગ્યા મળે ત્યાં નાની સોલાર પેનલ પણ ગોઠવી શકાય અને દિવસના મોટા ભાગના સમય દરમિયાન ઈલેક્ટ્રીસિટી બાળ્યા સિવાય પૂરતો પ્રકાશ પણ મેળવી શકાય, સાવ મફતમાં!

પણ આવી પારદર્શક દીવાલો બનાવવી કઈ રીતે? બધી જગ્યાએ કાચની દીવાલો શક્ય નથી હોતી. વળી કાચ ગરમીનું પ્રમાણ વધારે છે. પણ જો ગરમી માટે ‘અવાહક’ ગણાતા લાકડાને જ ‘પારદર્શક’ બનાવી દઈએ તો?

તરંગી તુક્કા જેવી લાગતી આ વાત શક્ય બની શકે છે. સ્વિડીશ વૈજ્ઞાનિકોએ પ્રયોગશાળામાં એવું ક્મ્પોઝાઈટ વુડ વિકસાવ્યું છે, જે પારદર્શક હોય! સાદા ગ્લાસમાંથી ૮૦% થી માંડીને ૯૯% સુધીનો સૂર્યપ્રકાશ ટ્રાન્સફર થઇ શકે છે. જ્યારે આ ક્મ્પોઝાઈટ વુડમાંથી ૮૫% જેટલો સૂર્યપ્રકાશ ટ્રાન્સફર થઇ શકે છે. આ માટે લાકડાના મૂળભૂત ગુણધર્મો બદલવામાં આવ્યા છે. આ રીતે સ્ટ્રકચરલી ઓલ્ટર કરેલું લાકડું ‘નેનોપોરસ સેલ્યુલોસિક ટેમ્પ્લેટ’ તરીકે ઓળખાય છે! ઓકે, આટલું વાંચીને તમને કે મને જરાય ટપ્પો નહિ પડે એ સ્વાભાવિક છે. થોડું ડિટેઈલમાં સમજીએ.

વનસ્પતિના ટીશ્યુઝમાં જે-તે વનસ્પતિ માટેનું મૂળભૂત સ્ટ્રકચરલ મટિરિયલ બનાવનાર ઓર્ગેનિક પોલિમર્સ રહેલા હોય છે. આ ઓર્ગેનિક પોલિમર્સ ‘લીગ્નીન’ (Lignin) તરીકે ઓળખાય છે. લાકડાના જે મૂળભૂત ગુણધર્મો છે, એના માટે આ લીગ્નીન જવાબદાર છે. જે-તે લાકડાનો કલર-ટેક્સચર પણ લીગ્નીનને જ આભારી હોય છે. સ્વિડીશ વૈજ્ઞાનિકોએ લાકડાના કોષોની દીવાલમાં રહેલા લીગ્નીનને રિપ્લેસ કર્યું ‘મિથાઈલ મેથાક્રાયલેટ’ નામના રંગહીન દ્રવ્ય સાથે! આ મિથાઈલ મેથાક્રાયલેટ એટલે એક પ્રકારનું એક્રેલિક, જેને બોલચાલની ભાષામાં ‘પ્લેકસીગ્લાસ’ કે ‘એક્રેલિક ગ્લાસ’ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

આખી પ્રક્રિયાના પ્રથમ ચરણમાં ૪ થી ૫ ઈંચના લાકડાના ટુકડાને પાણી, સોડિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ અને સોડિયમ સલ્ફાઈડના દ્રાવણમાં બે કલાક સુધી ઉકાળવામાં આવ્યો. આથી લાકડાના સેલ્સમાં રહેલું લીગ્નીન છૂટું પડ્યું. જો કે આ પ્રક્રિયા પછી પણ થોડી લીગ્નીન બાકી રહેતું હોય છે. આથી બીજા ચરણમાં લાકડાના ટુકડા ઉપર હાઈડ્રોજન પેરોક્સાઈડની મદદથી ઓક્સીડેશન પ્રક્રિયા કરવામાં આવી, જેથી લીગ્નીન સંપૂર્ણપણે દૂર થયું. ત્યાર બાદ અંતિમ ચરણમાં, લીગ્નીંગ નિષ્કાસિત થયા બાદ ખાલી પડેલી નસોમાં ‘મિથાઈલ મેથાક્રાયલેટ’ સ્થાન લે છે. પરિણામે લાકડાનો ટુકડો ‘ટ્રાન્સપરંટ રીફ્રેક્ટીવ’ ગુણધર્મો મેળવે છે.

આ પ્રક્રિયા બાદ લાકડાનો ટુકડો ‘ક્મ્પોઝાઈટ વુડ મટીરીઅલ’ તરીકે ઓળખાય છે. પરંતુ બોલચાલની ભાષામાં આપણે એને ‘ટ્રાન્સપરન્ટ વુડ’ તરીકે ઓળખીશું. આ ટ્રાન્સપરન્ટ વુડ પ્લાસ્ટિક કરતાં વધારે મજબૂત હોય છે. જો કે આ પ્રયોગો હજી લાકડાના નાના ટુકડા ઉપર જ સફળ થયા છે. પણ ભવિષ્યમાં ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રે અને મકાન બાંધકામ ક્ષેત્રે એનો મોટા પાયે ઉપયોગ થશે એમ માનવામાં આવે છે. જો આપણા મકાનોમાં ગ્લાસને બદલે ટ્રાન્સપરન્ટ વુડનો ઉપયોગ થવા માંડે, તો એ પ્રમાણમાં વધુ ટકાઉ, ગરમીનું અવાહક અને સૌરઉર્જાનો મહત્તમ લાભ આપે એવું લોકપ્રિય બિલ્ડીંગ મટીરીઅલ બની રહેશે એમાં શંકા નથી.

અને એવું નથી કે આવનારા દિવસોમાં લાકડું જ પારદર્શક હશે, બની શકે કે બાંધકામમાં વપરાતું કોંક્રીટ પણ પારદર્શી હોય! એરોન લોસોન્ઝી નામના હંગેરિયન આર્કીટેક્ટે ગ્લાસ ફાઈબર મિશ્રિત હાઈબ્રીડ ‘લાઈટ ટ્રાન્સમીટીંગ કોન્ક્રીટ’ની શોધ કરી જ છે! અને ઇસ ૨૦૧૫માં પેન્સિલવેનિયા સ્ટેટ યુનિવર્સીટીના સંશોધકો ‘ટ્રાન્સપરન્ટ મેટલ’ પણ વિકસાવી ચૂક્યા છે! જાપાનીઝ આર્કિટેક્ટ કાઝુયો સેજીમાએ આખી એક ટ્રેઈનની ડિઝાઈન એવી બનાવી છે, જેથી ટ્રેઈનનો અમુક ભાગ પારદર્શક રહે અને બાકીનો ભાગ પ્રકાશનું પરાવર્તન કરે. જાણીતી એરબસ કંપનીએ તો આખું વિમાન જ એવા મટીરીઅલમાંથી બનાવવાનું વિચાર્યું છે, જેથી બારી મૂકવાની જરૂર જ ન પડે! પેસેન્જરને પારદર્શક દીવાલોમાંથી ચારે તરફનો (૩૬૦ ડિગ્રી) વ્યૂ દેખાય! પણ એ બધી વાત ફરી ક્યારેક.

હાલ તો એટલું આશ્વાસન રાખીએ કે સૌરઉર્જાનો મહત્તમ ફાયદો મેળવવાના પ્રયત્નોમાં માનવને નાની-મોટી સફળતા મળી રહી છે !


શ્રી જ્વલંત નાયકનો સંપર્ક jwalantmax@gmail.com પર થઇ શકે છે.


Disclaimer: The images / videos in this post have been taken from net for non-commercial purpose. If there is any breach of copy right, and would be brought to our notice, it will be removed from here.

Facebooktwitterredditpinterestlinkedinmail

1 comment for “સાયન્સ ફેર : ટ્રાન્સપરન્ટ વુડ : એનર્જી સેવિંગ માટે ક્રાંતિકારી

  1. નિરંજન બુચ
    March 27, 2019 at 9:06 am

    જ્ઞાન સંપૂટ સમાન લેખ ,આભાર

Leave a Reply

You have to agree to the comment policy.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.