आई आई टी  गुवाहाटी के शोधकर्ताओं द्वारा इमारतों के स्वचालित जलवायु नियंत्रण के लिए स्मार्ट विंडो सामग्री विकसित की गई है

• घर के अंदर के तापमान और चमक को बनाए रखने के लिए दुनिया भर की इमारतों में वार्षिक ऊर्जा से संबंधित कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन का 39% भाग होता है|

• यह विकसित सामग्री ऊर्जा बचाने और कार्बन उत्सर्जन को कम करने के लिए इमारतों में स्मार्ट जलवायु नियंत्रण प्रणाली को अभिकल्पित करने में मदद करेगी|

गुवाहाटी,।  भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान गुवाहाटी (आईआईटी गुवाहाटी) के शोधकर्ताओं द्वारा इमारतों के स्वचालित जलवायु नियंत्रण के लिए स्मार्ट विंडो सामग्री विकसित की गई है। डॉ. देवव्रत सिकदार, सहायक प्राध्यापक, इलेक्ट्रॉनिकी एवं विद्युतीय अभियांत्रिकी विभाग, ने अपने शोध विद्यार्थी, आई आई टी गुवाहाटी के श्री आशीष कुमार चौधरी के साथ, एक स्मार्ट विंडो सामग्री तैयार की है जो एक लागू वोल्टेज की प्रतिक्रिया में इससे गुज़रने वाली गर्मी और प्रकाश की मात्रा को प्रभावी ढंग से नियंत्रित कर सकती है। । ऐसी स्मार्ट विंडो सामग्री इमारतों में कुशल स्वचालित जलवायु नियंत्रण प्रणाली विकसित करने में मदद करेगी। उनके अध्ययन के परिणाम हाल ही में “सोलर एनर्जी मटीरियल्स ऐंड सोलर सेल्स” नामक जर्नल में प्रकाशित हुए हैं।संयुक्त राष्ट्र पर्यावरण कार्यक्रम के अनुसार, प्रत्येक वर्ष विश्व भर की इमारतों में 36 प्रतिशत ऊर्जा उपयोग और 39 प्रतिशत ऊर्जा से संबंधित कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन होता है। इमारतों में ऊर्जा की प्राथमिक खपत जलवायु नियंत्रण प्रणाली द्वारा होती है, जिसमें ऊर्जा की खपत करने वाले उपकरणों का उपयोग घर को आरामदायक रखने और घर के अंदर की तापमान और चमक बनाए रखने के लिए किया जाता है। इसलिए, किसी भी इमारत में ताप, शीतलन और प्रकाश भार ही इमारत के प्रमुख ऊर्जा-खपत खंड होते हैं। पेरिस जलवायु समझौते के लक्ष्यों को पूरा करने के लिए, एक इमारत की ऊर्जा तीव्रता- इमारतों द्वारा कितनी ऊर्जा का उपयोग किया जाता है- में वर्ष 2030 तक 30 प्रतिशत तक सुधार लाना आवश्यक है।इलेक्ट्रॉनिकी एवं विद्युतीय अभियांत्रिकी विभाग, आईआईटी गुवाहाटी के सहायक प्रोफेसर डॉ. देबब्रत सिकदार ने कहा, “हाल के वर्षों में इमारतों में बेहतर प्रकाश और ताप प्रबंधन के लिए टिकाऊ वास्तुशिल्प डिज़ाइनों पर ध्यान दिया गया है, और स्मार्ट खिड़कियाँ लगवाना, ऐसी संरचनाओं के लिए पहला कदम है।” परंपरागत रूप से, खिड़की के डिज़ाइन स्थिर होते हैं, अर्थात, वे विशिष्ट जलवायु परिस्थितियों के लिए पूर्वनिर्धारित होते हैं। दूसरी ओर, उभरती हुई स्मार्ट खिड़कियाँ बाहरी उत्तेजनाओं के जवाब में एक इमारत में प्रवेश करने वाले प्रकाश और गर्मी विकिरण की मात्रा को गतिशील रूप से समायोजित करते हुए  इमारत की ऊर्जा का संरक्षण करती हैं।हर मौसम में अनुकूल रहने वाली स्मार्ट विंडो का डिज़ाइन चुनौतीपूर्ण है। आई आई टी गुवाहाटी टीम द्वारा  उत्कृष्ट धातुओं के साथ-साथ उनके अपेक्षाकृत सस्ते विकल्पों का उपयोग करके स्मार्ट विंडो ‘ग्लास’ डिज़ाइन किया गया है जो मौसम/जलवायु की स्थिति के आधार पर प्रसारित सौर विकिरण की तीव्रता को गतिशील रूप से नियंत्रित कर सकते हैं।”हमने इलेक्ट्रो-ऑप्टिक पॉलीमर को सैंडविच करते हुए दो अल्ट्रा-थिन मेटल लेयर्स से बने इलेक्ट्रो-ट्यून करने योग्य ग्लास का प्रस्ताव दिया है, जिसका अपवर्तनांक एक छोटे वोल्टेज को लागू करके बदला जा सकता है, जो दृश्य और अवरक्त विकिरण को फ़िल्टर करने की अनुमति देता है,” श्री आशीष कुमार चौधरी, रिसर्च स्कॉलर, आई आई टी गुवाहाटी द्वारा समझाया गया ।

शोधकर्ताओं द्वारा लागू वोल्टेज के जवाब में प्रकाश और गर्मी संचरण गुणों को समझने के लिए सिमुलेशन अध्ययन करने हेतु इस डिज़ाइन का उपयोग किया गया। उन्होंने प्रारंभ में सोने और चांदी को धातु की परतों के रूप में प्रयोग करना चाहा, परंतु बाद में तांबे जैसे सस्ते विकल्पों और इंडियम टिन ऑक्साइड जैसे पारदर्शी अर्धचालक द्वारा अपने मॉडल का परीक्षण किया।जब शोधकर्ताओं द्वारा परिमित तत्व विधियों के उपयोग द्वारा इस सैंडविच संरचना में -15 वी से +15 वी तक के पूर्वाग्रह वोल्टेज के अनुप्रयोग को अनुकरण किया गया, तब स्मार्ट ग्लास द्वारा दृश्यमान, इन्फ्रारेड और शॉर्टवेव इन्फ्रारेड तरंगदैर्ध्य में फैले सौर विकिरण को चुनिंदा रूप से फ़िल्टर किया जाना संभव था। सिमुलेशन द्वारा यह भी दिखाया गया कि यह सामग्री मिड-वेव इंफ्रारेड, लॉन्ग-वेव इंफ्रारेड (LWIR; 8–15 माइक्रोन), और दूर-अवरक्त तरंग दैर्ध्य के एक हिस्से को दर्शाती है, जिससे आस-पास के इमारतों और संरचनाओं से परावर्तित गर्मी और प्रकाश से इन्सुलेशन उपलब्ध किया जा सकता है। डॉ. देबब्रत सिकदार के अनुसार, “वर्तमान समय में, कोविड-19 महामारी द्वारा सार्वजनिक भवनों जैसे स्वास्थ्य केंद्रों, कार्यालयों, परिवहन प्रणालियों, कार्यशालाओं, प्रयोगशालाओं और खाद्य भंडारण सुविधाओं आदि में एरोसोल ट्रांसमिशन के माध्यम से क्रॉस-संक्रमण का एक अभूतपूर्व जोखिम उत्पन्न किया गया है, जहां केंद्रीय वातानुकूलन व्यवस्था उपयोग में है। हम मानते हैं कि हमारी स्मार्ट खिड़कियाँ सामान्य कांच की खिड़कियों या दीवारों के साथ एकीकृत कर किसी भवन या वाहन के अंदर के तापमान और प्रकाश व्यवस्था को बनाए रखने के लिए एक वैकल्पिक समाधान प्रदान कर सकती हैं, जिससे वातानुकूलन व्यवस्था की आवश्यकता कम हो जाती है “ये स्मार्ट ग्लास भविष्य के वाहनों, लोकोमोटिव, हवाई जहाज और ग्रीनहाउस में कुशल स्वचालित जलवायु नियंत्रण के लिए प्रयोग किए जा सकते हैं। आई आई टी गुवाहाटी की टीम द्वारा प्रस्तावित स्मार्ट ग्लास सामग्री को वर्त्तमान के अत्याधुनिक नैनोस्केल निर्माण विधियों जैसे ई-बीम वाष्पीकरण और ग्राफोएपिटैक्सी तकनीकों का उपयोग करके आसानी से गढ़ा जा सकता है। शोधकर्ताओं ने स्वीकार किया कि चूंकि इस प्रकार के स्मार्ट चश्मे की ऑप्टिकल प्रतिक्रिया सतह की चिकनाई और परतों के अन्य भौतिक गुणों से गंभीर रूप से जुड़ी हुई है, इसलिए कांच के प्रदर्शन पर इन गुणों के प्रभाव का आगे  विश्लेषण किया जाना महत्वपूर्ण है। टीम भविष्य में इन क्षेत्रों का अध्ययन करने की योजना बना रही है।

आई आई टी गुवाहाटी के संबंध मे

भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान गुवाहाटी जिसकी स्थापना वर्ष 1994 में हुई, ने वर्ष 2019 में 25 वर्ष पूरे कर लिए हैं। वर्तमान में, संस्थान में ग्यारह विभाग, पांच अंतर-विषयक शैक्षणिक केंद्र और सभी प्रमुख अभियांत्रिकी, विज्ञान और मानविकी विषयों के चार स्कूल हैं, जो  बीटेक, बीडेज़, एमए, एमडेज़, एमटेक, एमएससी और पीएचडी पाठ्यक्रम प्रदान करते हैं| संस्थान वर्तमान में 412 संकाय सदस्यों और 6,000 से अधिक विद्यार्थियों को एक आवासीय परिसर प्रदान करता है। शिक्षण और अनुसंधान में अपनी प्रशंसा के अलावा, आई आई टी गुवाहाटी वर्ष 1994 में अपनी स्थापना के बाद से उत्तर पूर्व क्षेत्र के लोगों की आकांक्षाओं को काफी हद तक पूरा करने में सक्षम रहा है। संस्थान का प्राकृतिक सौंदर्य से भरपूर परिसर गुवाहाटी शहर के केंद्र से लगभग 20 किलोमीटर दूर ब्रह्मपुत्र के उत्तरी तट पर 285 हेक्टेयर के विशाल भूखंड पर स्थित है। आई आई टी गुवाहाटी भारत का एकमात्र शैक्षणिक संस्थान है, जिसने वर्ष 2014 में लंदन स्थित टाइम्स हायर एजुकेशन द्वारा रैंक किए गए 50 वर्ष से कम आयु के शीर्ष 100 विश्व विश्वविद्यालयों में स्थान प्राप्त किया और आज विभिन्न अंतरराष्ट्रीय रैंकिंग में संस्थान द्वारा अपनी श्रेष्ठ स्थिति को बनाए रखना जारी रखा गया है। पुराने भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थानों और दिल्ली विश्वविद्यालय के साथ, आई आई टी  गुवाहाटी को हाल ही में जारी क्यू एस वर्ल्ड रैंकिंग में 500 से नीचे का स्थान प्राप्त हुआ है। केंद्रीय मानव संसाधन विकास मंत्रालय (HRD) के राष्ट्रीय संस्थागत रैंकिंग फ्रेमवर्क (NIRF) द्वारा घोषित ‘इंडिया रैंकिंग 2019’ में आई आई टी गुवाहाटी ने देश के सर्वश्रेष्ठ अभियांत्रिकी संस्थानों में 7 वां स्थान बनाए रखा है। भारत सरकार द्वारा हाल ही में आयोजित ‘स्वच्छता रैंकिंग’ में आई आई टी गुवाहाटी को दूसरा स्थान प्राप्त हुआ है। आई आई टी गुवाहाटी को हाल ही में एशिया-प्रशांत क्षेत्र में हैकररैंक द्वारा आई टी विकासकों के लिए वर्ष 2019 में शीर्ष रैंक वाले विश्वविद्यालय के रूप में स्थान दिया गया है।अनुसंधान और नवाचार के अन्य प्रमुख क्षेत्रों में, आईआईटी गुवाहाटी जीनोमिक्स, विकासात्मक जीवविज्ञान, स्वास्थ्य सेवा और जैव सूचना विज्ञान, फ्लेक्सिबल इलेक्ट्रॉनिक्स, उन्नत कार्यात्मक सामग्री, सतत पॉलिमर, ग्रामीण प्रौद्योगिकी, आपदा तन्यकता और जोखिम न्यूनीकरण तथा जल संसाधन और प्रबंधन में महत्वपूर्ण विज्ञान अनुसंधान पहलों को बढ़ाने की दिशा में काम कर रहा है। । अपने रजत जयंती वर्ष में, आई आई टी गुवाहाटी सर्वांगीण विकास के माध्यम से नई ऊंचाइयों को छूने के लिए तैयार है।