‘थंड’ कापड

उष्ण हवामानात शरीराला थंडावा मिळण्यासाठी वेगवेगळे उपाय योजले जातात. यात आपल्या कपड्यांचं स्वरूपही महत्त्वाची भूमिका पार पाडतं. पांढऱ्या रंगाच्या पृष्ठभागावर सूर्यप्रकाश फारसा शोषला जात नसल्यानं, पांढरे कपडे वापरणं हा एक त्यावरचा उपाय आहे. परंतु निव्वळ पांढऱ्या रंगाचे कपडे वापरून शरीर थंड राहात नाही. कारण आपलं शरीरही सतत उष्णता उत्सर्जित करत असतं. ही उष्णता निघून न जाता, आपल्या कपड्यांत शोषली जाते व त्यामुळेही आपल्याला ऊष्मा जाणवत असतो. थंडावा मिळवण्यासाठी या उष्णतेलासुद्धा किमान वेळेत शरीरापासून दूर करणं हे महत्त्वाचं ठरतं. प्रत्येक वस्तू ही आपापल्या तापमानानुसार वेगवेगळ्या लहरलांबीचे प्रकाशकिरण उत्सर्जित करीत असते. आपल्या शरीरातून उत्सर्जित होणारे प्रकाशकिरण हे अवरक्त स्वरूपाचे असतात. हे अवरक्त किरणच मुख्यतः उष्णता निर्माण करण्यास कारणीभूत ठरतात. आपल्या शरीरातून उत्सर्जित होणारे हे अवरक्त किरण जर कपड्यांत शोषू न देता त्यातून पार होऊ दिले तर, अर्थातच आपल्याला उष्मा कमी जाणवेल. यासाठीच संशोधक, शरीरातून उत्सर्जित होणारे हे अवरक्त किरण शोषले न जाता, त्यातून ते सहजपाणे पार होतील, असं कापड तयार करण्याच्या सतत प्रयत्नात आहेत.

सुमारे चार वर्षांपूर्वी अमेरिकेतील स्टॅनफर्ड विद्यापीठातील संशोधकांनी असं कापड तयार केलं होतं. हे कापड पॉलिइथिलिनच्या लांब रेणूंनी बनलेल्या प्लास्टिकच्या पातळ स्तराच्या स्वरूपात होतं. हवा खेळती राहण्यासाठी या कापडात अत्यंत सूक्ष्म अशी छिद्रं निर्माण केली होती. शरीरातून उत्सर्जित झालेले बहुतांश अवरक्त प्रकाशकिरण, शोषले न जाता या कापडातून पार होत होते. यामुळे कापडाच्या आतलं तापमान कमी राहात होतं. मात्र या कापडाच्या वापराला एक मोठी मर्यादा होती. अवरक्त किरण न शोषता पार होण्यासाठी या कापडाची जाडी मिलीमिटरच्या विसाव्या भागापेक्षाही कमी असणं गरजेचं होतं. हे कापड अगदी पातळ असल्यानं, ते किती टिकू शकेल याची शंका होती. व्यवहारात या कापडाचा वापर करता येणं कठीणच होतं.

आता मात्र चीनमधील वुहान इथल्या हुआझहाँग विद्यापीठातील ग्वांगमिंग ताओ आणि त्यांच्या इतर सहकाऱ्यांनी या अडचणीवर मात केली आहे. या संशोधकांनी स्टॅनफर्ड विद्यापीठातील संशोधकांपेक्षा काहीसं वेगळं तंत्र वापरून कापड तयार केलं आहे. स्टॅनफर्ड विद्यापीठातील संशोधकांनी विकसित केलेल्या कापडातून अवरक्त किरण शोषले न जाता पार होत होते. चीनमधील संशोधकांनी विकसित केलेल्या कापडात मात्र, हे अवरक्त किरण प्रथम शोषले जातात. त्यानंतर हे शोषलेले अवरक्त किरण काही विशिष्ट लहरलांबी असलेल्या, परंतु फारशा शोषल्या न जाणाऱ्या अवरक्त किरणांच्या स्वरूपात पुनः उत्सर्जित होतात. या क्रियेत हे किरण प्रथम शोषले जाऊ द्यायचे असल्यानं, या संशोधकांना कापडाची जाडी अधिक ठेवणं शक्य झालं आहे. दुसरी महत्त्वाची गोष्ट म्हणजे हे कापड थेट धाग्यांपासूनच तयार करता येत असल्यानं, त्याची निर्मिती ही सुलभरीत्या करता येणं शक्य आहे. या कापडाची जाडी सुमारे अर्धा मिलिमिटर इतकी आहे.

ग्वांगमिंग ताओ आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी संशोधलेलं हे कापड, पॉलिलॅक्टिक आम्लाच्या लांब रेणूंनी बनलेल्या धाग्यांपासून बनवलं गेलं आहे. या धाग्यांत टायटॅनिअम ऑक्साइडचे सूक्ष्मकण घातले असून, कापडावर टेफ्लॉन या रसायनाचा अत्यंत पातळ सच्छिद्र थर दिला आहे. यातील पॉलिलॅक्टिक आम्लाचे धागे शरीरातून उत्सर्जित होणारे अवरक्त किरण शोषून पुनः उत्सर्जित करण्याचं कार्य करतात. या कापडात शोषल्या गेलेल्या अवरक्त किरणांपैकी नव्वद टक्क्यांहून अधिक अवरक्त किरण हे पुनः उत्सर्जित होत असल्यानं, या कापडात फारशी उष्णता साठून राहात नाही. उत्सर्जित झालेल्या अवरक्त किरणांचं वैशिष्ट्य असं की, हे किरण शरीराभोवतालच्या वातावरणातही शोषले न जाता दूरवर निघून जातात. कापडातल्या टायटॅनिअम ऑक्साइडचे कण हे टेफ्लॉनच्या साहाय्यानं, बाहेरून येणाऱ्या सूर्यकिरणांना शोषले जाऊ न देता विखरून टाकण्याचं काम करतात. त्यामुळेही कापडाचं तापमान कमी राहण्यास मदत होते. पॉलिलॅक्टिक आम्लापासून बनवलेल्या धाग्यांची मजबूती आणि ताणलं जाण्याची क्षमता ही, आपण नेहमी वापरत असलेल्या कापडाच्या धाग्याइतकीच आहे. इतर सर्व कापडांप्रमाणे हे कापड शिवता येतं, त्याच्या घड्या घालता येतात, तसंच ते पिळताही येतं. हे कापड आर्द्रताही शोषून घेत असल्यानं, या कपड्यांत घाम सहजपणे शोषला जाऊ शकतो. तसंच या कापडाचे धागे हे जैविकदृष्ट्या विघटनशील असल्यानं, या कापडाची विल्हेवाट लावणंही सोपं आहे.

ग्वांगमिंग ताओ व त्यांच्या सहकाऱ्यांनी या कापडाच्या विविध प्रकारच्या चाचण्या घेतल्या आहेत. कापड दीर्घकाळ कडक उन्हात ठेवल्यातरही, या कापडाचं तापमान त्यावेळच्या तापमानापेक्षा किमान दोन अंश सेल्सियसनं कमी भरत होतं.

त्यानंतरच्या चाचण्यांत हे कापड आणि त्याचबरोबर नेहमीच्या वापरातली विविध प्रकारची कापडं, औष्णिकदृष्ट्या मानवी त्वचेशी साधर्म्य असणाऱ्या पृष्ठभागावर ठेवण्यात आली. मध्यान्हीच्या उन्हात ठेवल्यानंतरही या कापडाचं तापमान सुती कापडाच्या तुलनेत सुमारे पाच अंश सेल्सियसनं कमी तर, लिननच्या कापडाच्या तुलनेत ते सुमारे सहा अंश सेल्सियसनं कमी भरलं. हा प्रयोग प्रत्यक्ष एका स्वयंसेवकावरही करण्यात आला. या स्वयंसेवकाला एक जाकीट घालायला दिलं आणि त्याला मध्यान्हीच्या उन्हात बसवलं. या जाकिटाचा अर्धा भाग या ‘थंड’ कापडापासून बनवलेला होता आणि उर्वरित अर्धा भाग बाजारात मिळणाऱ्या सुती कापडापासून बनवला होता. या जाकिटाच्या आतील तापमानाचं मापन केलं गेलं. दोन्ही भागातल्या तापमानांत सुमारे पाच अंशांचा फरक होता!

या कापडासाठी वापरलेल्या धाग्यांत सुधारणा करून, कापडाची थंडावा निर्माण करण्याची क्षमता आणखी वाढवता येणं, शक्य असल्याचं या संशोधकांचं मत आहे. कुठचीही ऊर्जा न वापरता, थंडावा निर्माण करणाऱ्या या कापडाचा उपयोग भविष्यात फक्त कपड्यांसाठीच नव्हे तर, इतर अनेक गोष्टींसाठी होणार आहे. उदा. तंबू, पडदे, उघड्या जागेवरचं छत, मोटारगाडीसारख्या विविध वस्तूंवरचं आच्छादन, इत्यादींसाठी. आवश्यक ते पुढचं संशोधन पूर्ण होऊन, या कापडाच्या व्यावसायिक वापराला लवकरच सुरुवात होण्याची, ग्वांगमिंग ताओ व त्यांच्या सहकाऱ्यांना पूर्ण खात्री वाटते आहे.

— डॉ. राजीव चिटणीस.

छायाचित्र सौजन्य: S. Zheng, et. al / Science.