सिडनी नैनोसाइंस हब की छत सफ़ेद है। किसी ताज़ा रंगी हुई दीवार जैसी नहीं: यह पूरी तरह सफ़ेद है। ऐसा सफ़ेद जो प्रकाश को परावर्तित करने के बजाय अवशोषित करता प्रतीत होता है। ऑस्ट्रेलियाई सूरज की रोशनी में, जो सर्दियों में भी तपती है, सतह ठंडी रहती है। आसपास की हवा से भी ज़्यादा ठंडी। बहुत ज़्यादा ठंडी। परिवेश के तापमान से छह डिग्री कम, वह भी तब जब सूरज अपने चरम पर हो। यह कोई जादू नहीं, भौतिकी है। और यह सिर्फ़ ठंडक नहीं है: हर सुबह, प्रायोगिक पैनलों पर बूँदें जमती हैं। ओस। हवा से संघनित पानी। अच्छे दिनों में, लगभग 390 मिलीलीटर प्रति वर्ग मीटर प्रतिदिन। एक परावर्तक पेंट जो पानी पैदा करता है। अठारह महीने पहले, यह एक मज़ाक लगता।
पानी को अवशोषित करने वाला परावर्तक पेंट कैसे काम करता है?
आई रिसेकेरेटरी डेल 'सिडनी विश्वविद्यालय उन्होंने एक नैनो-इंजीनियर कोटिंग विकसित की है जो एक साथ दो काम करती है। पहला: यह 97% सौर विकिरण को परावर्तित करता है। दूसरा: यह निष्क्रिय विकिरण शीतलन के माध्यम से अवशिष्ट ऊष्मा को सक्रिय रूप से अंतरिक्ष में वापस विकीर्ण करता है।नतीजा यह होता है कि सतह अपने आस-पास के वातावरण से ज़्यादा ठंडी हो जाती है। इतनी ठंडी कि पानी की भाप संघनित हो जाती है, ठीक वैसे ही जैसे नहाने के बाद बाथरूम के शीशे पर होता है।
अधिकांश वाणिज्यिक सफेद पेंट में यूवी किरणों को परावर्तित करने के लिए मुख्य रंगद्रव्य के रूप में टाइटेनियम डाइऑक्साइड का उपयोग किया जाता है। वे अधिकतम 80-90% परावर्तकता तक पहुंचते हैं। पर्ड्यू विश्वविद्यालय का, जिसके बारे में हमने कुछ साल पहले बात की थी, 98,1% तक पहुँच गया बेरियम सल्फेट का उपयोग। यह नया ऑस्ट्रेलियाई सूत्रीकरण एक अलग दृष्टिकोण अपनाता है: यह पिगमेंट के बजाय संरचना का उपयोग करता है।
अस्तर किससे बना है? पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड-को-हेक्साफ्लोरोप्रोपीन (PVDF-HFP)एक छिद्रयुक्त बहुलक। इस पदार्थ में फंसे सूक्ष्म वायु छिद्र बिना किसी चमक के सूर्य के प्रकाश को सभी दिशाओं में बिखेरते हैं। इसमें कोई पराबैंगनी-अवशोषित रसायन नहीं है जो समय के साथ नष्ट हो जाते हैं। बस एक भौतिक संरचना है जो काम करती है।
मिंग चिउ, प्रौद्योगिकी प्रबंधक ड्यूपॉइंट इनोवेशन और इसके पहले लेखक एडवांस्ड फंक्शनल मैटेरियल्स में प्रकाशित अध्ययन, बताते हैं:
"हमारा डिज़ाइन अपनी आंतरिक छिद्रपूर्ण संरचना के माध्यम से उच्च परावर्तन प्राप्त करता है, जिससे वर्णक-आधारित कोटिंग्स की पर्यावरणीय चिंताओं के बिना स्थायित्व सुनिश्चित होता है। यूवी-अवशोषित सामग्री को हटाकर, हम विसरित परावर्तन के माध्यम से चकाचौंध को रोककर सौर परावर्तन की पारंपरिक सीमा पर विजय प्राप्त करते हैं।"
परावर्तक पेंट, ऑस्ट्रेलियाई धूप में 6 महीने
टीम ने सिडनी नैनोसाइंस हब की छत पर प्रायोगिक पैनल लगाए। छह महीने तक लगातार परीक्षण और मिनट-दर-मिनट डेटा संग्रह की ज़रूरत थी। हालात बिल्कुल भी हल्के नहीं थे: ऑस्ट्रेलियाई सूरज दुनिया के सबसे तेज़ सूरज में से एक है। लेकिन कोटिंग बरकरार रही। कोई गिरावट का निशान नहीं। प्रदर्शन में कोई कमी नहीं।
वर्ष के 32% समय ओस बनती है। अनुकूल दिनों में, संग्रह 390 मिलीलीटर प्रति वर्ग मीटर तक पहुँच जाता है। औसतन 12 वर्ग मीटर की आवासीय छत प्रतिदिन लगभग 4,7 लीटर पानी उत्पन्न कर सकती है। एक मानक, बड़ी आस्ट्रेलियाई छत एक अच्छे दिन में 70 लीटर पानी रख सकती है।
सतह पर बूँदें बनती हैं और यूवी-प्रतिरोधी ऊपरी परत की बदौलत, एक संग्रहण बिंदु की ओर खिसक जाती हैं। एक मानक वर्षा जल संचयन प्रणाली संघनन को भी रोक सकती है। सिडनी में, जहाँ प्रति वर्ष औसतन लगभग एक मीटर वर्षा होती है, वर्षा जल संघनन से छह गुना अधिक होता है। लेकिन शुष्क क्षेत्रों में समीकरण काफी बदल जाता है।
लेकिन क्या यह रेगिस्तान में भी काम करता है?
चियारा नेटो, प्रोफेसरसिडनी विश्वविद्यालय और अनुसंधान प्रमुख, एक मिथक को दूर करते हैं:
हालाँकि आर्द्र परिस्थितियाँ आदर्श होती हैं, लेकिन शुष्क और अर्ध-शुष्क क्षेत्रों में भी ओस बन सकती है जहाँ रात में आर्द्रता बढ़ जाती है। यह वर्षा की पूर्ति के बारे में नहीं है, बल्कि उसकी पूर्ति के बारे में है: जहाँ और जब अन्य स्रोत सीमित हो जाएँ, वहाँ पानी उपलब्ध कराना।
यह एक निष्क्रिय आर्द्रता नियंत्रक की तरह है। रात में, सापेक्ष आर्द्रता बढ़ जाती है, रेगिस्तान में भी। छत की ठंडी सतह वाष्प को आकर्षित करती है और उसे संघनित करती है। यह औद्योगिक मात्रा में पानी नहीं है, लेकिन उच्च-मूल्य वाली बागवानी, शीतलन के लिए धुंध प्रणालियों, या यहाँ तक कि हाइड्रोजन उत्पादन (जिसमें प्रति किलोग्राम लगभग नौ लीटर पानी की आवश्यकता होती है) के लिए, यह बदलाव ला सकता है।
प्रयोगशाला से पेंट रोलर तक परावर्तक पेंट
जैसा कि बताया गया है, सिडनी में परीक्षण किए गए प्रोटोटाइप में PVDF-HFP का इस्तेमाल किया गया है, जो एक ऐसी सामग्री है जिसमें कुछ पर्यावरणीय समस्याएँ हैं। लेकिन ड्यूपॉइंट इनोवेशन2022 में विश्वविद्यालय से लाइसेंस प्राप्त करने वाला स्टार्टअप, इसी तरह के प्रदर्शन वाला एक जल-आधारित फ़ॉर्मूला विकसित कर रहा है। इसे मानक रोलर्स या स्प्रेयर से लगाया जा सकता है। इसकी कीमत एक मानक प्रीमियम पेंट के बराबर है।
परज़ान मेहता, सीईओ ड्यूपॉइंट इनोवेशन, वह कहता है:
"हमें पेंट जैसी कोटिंग्स के माध्यम से निष्क्रिय वायुमंडलीय जल संचयन में इस सफलता को लाने के लिए सिडनी विश्वविद्यालय के साथ सहयोग करने पर गर्व है। यह एक स्केलेबल, शून्य-ऊर्जा समाधान है जो छतों और दूरस्थ बुनियादी ढांचे को स्वच्छ जल के विश्वसनीय स्रोतों में बदल देता है।"
2030 से पहले व्यावसायीकरण की उम्मीद है। सेबस्टियन पफौश की पश्चिमी सिडनी विश्वविद्यालय, जो इस शोध में शामिल नहीं थे, लेकिन इन घटनाक्रमों पर बारीकी से नज़र रख रहे हैं। "कूल रूफ" कोटिंग्स का बाज़ार बढ़ रहा है, और इस तकनीक से एक ठोस फ़ायदा यह है: न सिर्फ़ कम गर्मी, बल्कि ज़्यादा पानी भी।
छतें जो न केवल सुरक्षा करती हैं, बल्कि उत्पादन भी करती हैं
शहरी छतें गर्मी को अवशोषित करती हैं और “शहरी ताप द्वीप” प्रभाव में योगदान करती हैं, जिससे ग्रामीण क्षेत्रों की तुलना में शहर का तापमान 1-13°C तक बढ़ सकता है। इस तरह की क्लैडिंग न केवल नीचे की इमारत को ठंडा रखती है, बल्कि शहर के समग्र तापीय प्रभाव को भी कम करती है। अच्छी तरह से इंसुलेटेड इमारतों में, ऊपरी मंजिलों पर प्रभाव सीमित हो सकता है। लेकिन ज़्यादातर ऑस्ट्रेलियाई घरों में, जहाँ इंसुलेशन कमज़ोर है, लाभ तुरंत दिखाई देगा।
और फिर पानी है। बहुत ज़्यादा नहीं, पर लगातार। पूर्वानुमानित। बारिश न होने पर भी संग्रहणीय। ऐसी दुनिया में जहाँ पानी की कमी एक गंभीर समस्या बनती जा रही है, हर लीटर पानी मायने रखता है। प्रोफ़ेसर नेटो निष्कर्ष निकालते हैं: "ऐसी छतों की कल्पना कीजिए जो न सिर्फ़ ठंडी रहें, बल्कि ताज़ा पानी भी दें। यही इस तकनीक का वादा है।"
यह जलवायु संकट या सूखे का कोई निश्चित समाधान नहीं है। लेकिन यह एक ठोस कदम ज़रूर है। एक ऐसी छत जो आपके घर को गर्म करने के बजाय आपके लिए काम करे। एक तरह का मल्टीटास्किंग, जिस पर शायद विचार करना ज़रूरी है।
