Home » Research that Matters » අධි කාර්යක්‍ෂම සූත්‍රිකා පහන්

අධි කාර්යක්‍ෂම සූත්‍රිකා පහන්

සම්ප්‍රදායික සූත්‍රිකා විදුලි පහනක (incandescent lamp) ඇති අධික අකාර්යක්‍ෂමතාවය තුලින් සිදුවන විදුලි අපතේ යාම නිසා මේ වන විට සූත්‍රිකා විදුලි පහන් භාවිතය සීග්‍රයෙන් අඩුවී තිබෙනවා. මීට විකල්පයක් ලෙසින් දැන් භාවිතා කරන්නේ CFL සහ LED විදුලි පහන්. නමුත්, ඇමෙරිකාවේ MIT ආයතනයේ පර්යේෂකයින් පිරිසක් වඩා කාර්යක්‍ෂම වූ සූත්‍රිකා විදුලි පහන් නිෂ්පාදනය සඳහා පර්යේෂණ සිදු කරමින් යනවා. මේ වන විට මෙම පර්යේෂණ යම් සාර්ථක ප්‍රතිඵල අත්කරගෙන තිබෙනවා. එම පර්යේෂකයින් පවසන ආකාරයට ඔවුන්ගේ පර්යේෂණ සාර්ථක වුනොත් දැනට පවතින CFL සහ LED විදුලි පහන් වලට ද වඩා ඉහල කාර්යක්‍ෂමතාවයකින් යුතු වූ සූත්‍රිකා විදුලි පහන් නිර්මාණය කරන්නට හැකි වේවි.

සූත්‍රිකා විදුලි පහනකින් විදුලිය නිපදවෙන්නේ එහි ඇති සූත්‍රිකාව (filament) හෙවත් සිහින් ටන්ස්ටන් කම්බි කැබැල්ල අධික උෂ්ණත්වයකට රත් කිරීම මගින්. මෙහිදී සූත්‍රිකාව සෙල්සියස් අංශක 2,700 ක පමණ අධික උෂ්ණත්වයකට රත් වන අතර මේ නිසා බල්බය සඳහා භාවිතා කරන විදුලියෙන් අති විශාල ප්‍රමාණයක් තාප ශක්තිය ලෙසින් හානි වී යනවා. (දල්වා ටික වෙලාවක් ගිය සූත්‍රිකා පහනක් අල්ලන්න බැරි තරම් රත් වන්නේ මේ නිසයි). මෙම අධික තාප හානිය නිසා තමයි සූත්‍රිකා පහන් වල බලශක්ති කාර්යක්‍ෂමතාවය ඉතාම පහල අගයක පවතින්නේ. CFL සහ LED විදුලි බුබුලු වල ක්‍රියාකාරිත්වය සඳහා අධික ලෙසින් රත්වූ සූත්‍රිකාවක් අවශ්‍ය නොවන නිසා එම විදුලි බුබුලු වලින් සිදුවන්නේ ඉතා කුඩා තාප හානියක්.

post image

සූත්‍රිකා විදුලි පහනක ඇති අකාර්යක්‍ෂමතාවයට හේතුව එහි ඇති තාප හානිය නම්, එම තාප හානියට පිළියමක් සොයා ගත්තොත් ගැටලුව විසඳන්න පුළුවන්. මෙම පර්යේෂකයින් පිළිතුරු හොයන්නෙත් සූත්‍රිකා විදුලි පහනකින් සිදුවන තාප හානිය අවම කරන්නේ කොහොමද කියන ගැටලුවට. මේ සඳහා ඔවුන් බොහොම අපුරු උපක්‍රමයක් යොදාගෙන තිබෙනවා. ඔවුන් පහනේ ඇති සූත්‍රිකාව වටා සැකිල්ලක් නිර්මාණය කර තිබෙනවා. මෙම සැකිල්ල නිර්මාණය කර තිබෙන්නේ photonic crystal (ෆෝටෝනික් ක්‍රිස්ටල්) වලින්. මෙම ෆෝටෝනික් ක්‍රිස්ටල් සැකිල්ල සූත්‍රිකාව විසින් විමෝචනය කරන තාප ශක්තිය එකතු කරගෙන ආපසු සූත්‍රිකාව වෙත පරාවර්තනය කරනවා. මෙමගින් තමයි තාප හානිය වලක්වා ගන්නේ. මෙම සැකිල්ල තාපය පරාවර්ථනය කලත් ආලෝකය පරාවර්තනය කරන්නේ නැහැ. මේ නිසා ආලෝකයට රිසි සේ විහිදී යන්නට ඉඩ ලැබෙනවා.

ෆෝටෝනික් ක්‍රිස්ටල් යනු විශේෂිත ද්‍රව්‍යයක්. මෙයට පුළුවන් එක් තරංග ආයම (wavelength) පරාසයක තරංග වලට එය තුලින් ගමන් කරන්නට ඉඩ දෙන්නටත් එම පාරසයෙන් පිටත ඇති තරංග පරාවර්තනය කරන්නත්. මෙම විදුලි බුබුලේ ඇති ෆෝටෝනික් ක්‍රිස්ටල් වලින් තැනූ සැකිල්ල දෘෂ්‍ය ආලෝක පරාසයේ ඇති තරංග එය තුලින් යාමට සලස්වන අතර එයින් පිටත ඇති තරංග ආපසු සූත්‍රිකාව වෙත පරාවර්තනය කරනවා. මේ ආකාරයේ ක්‍රියාකාරිත්වයක් මෙම ක්‍රිස්ටල් විශේෂයට ලැබෙන්නේ එහි ඇති ව්‍යුහයේ ස්වභාවය අනුව. මෙම ව්‍යුහය ස්වාභාවිකව ලැබෙන්නේ නැහැ. එය නිර්මාණය කල යුතුයි. මෙම ව්‍යුහය නිර්මාණය කිරීමේ කටයුත්ත ඉතා අසීරු දෙයක්. මෙම පර්යේෂකයින් මුහුණදී ඇති බරපතලම අභියෝගයත් මෙය බවයි සඳහන් වන්නේ.

මොවුන්ගේ පර්යේෂණය මගින් මේ වන විට සාමාන්‍ය සූත්‍රිකා විදුලි පහනක් මෙන් තුන් ගුණයක පමණ කාර්යක්‍ෂමතාවයක් ඇති සූත්‍රිකා විදුලි පහනක් නිර්මාණය කරන්නට හැකිවී තිබෙනවා. නමුත් තවමත් මෙම කාර්යක්‍ෂමතාවයට CFL සහ LED විදුලි බුබුළු වල කාර්යක්‍ෂමතාවය අභිභවා යන්න හැකිවී නැහැ. ඉදිරි වැඩි දියුණු කටයුතු මගින් ඔවුන්ට මෙම ඉලක්ක සපුරාගන්න හැකි වේවි. මෙම ඉලක්කය සපුරාගත්තත් ඊළඟට ඔවුන්ට ජයගන්නට ඇති අභියෝගය තමයි මෙම විදුලි බුබුලු තරගකාරී මිලකට නිෂ්පාදනය කිරීම. එසේ සිදු කරන්නට නොහැකි වුනොත් මෙය කිසිදා වෙළඳපොළට නොපැමිණේවී. මේ අභියෝග සියල්ලම ජය ගන්නට හැකි වූ දිනෙක වෙළඳපොළේ රාක්ක මත සූත්‍රිකා විදුලි පහන් යලිත් වැජඹෙනු දකින්නට හැකි වේවි. (මේ අතරවාරයේ CFL සහ LED විදුලි බුබුලු ද තව දුරටත් වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා පර්යේෂණ ද සිදුවෙමින් පවතී.)

පර්යේෂණ ලිපිය:
http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2015.309.html

(නවතම ලිපි ගැන ඊමේල් මගින් දැනගැනීමට දකුණුපස ඇති පෝරමය පුරවා වෙබ් සඟරාවේ සාමාජිකත්වය ගන්න)

ඔබේ අදහස් කියන්න....
Author: vidulowin

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *