మలుపులు ఎక్కువగా ఉన్న రహదారుల్లో ప్రమాదాలు ఎక్కువగా జరుగుతుంటాయి. అయితే ఈ ప్రమాదాలను పసిగట్టేందుకు శాస్త్రవేత్తలు ఒక సెన్సార్ ను రూపొందించారు. నానోస్థాయి- మిశ్రమ విధానంలో- ఈ పాలిమర్ ను రూపొందించారు. ఇది ఒత్తిడిని గుర్తించడంతోపాటు, స్వయంగా విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేసుకోగలదు.

కావాల్సిన విద్యుత్తును స్వయంగా తయారు చేసుకోగలిగిన, ఒత్తిడిని గుర్తించగలిగిన (ప్రెజర్ సెన్సింగ్) కొత్త తరహా పదార్థాలను రూపొందించే పనిలో శాస్త్రవేత్తలు తమునకలై ఉన్నారు. దీనివల్ల సులభంగా వంగే గుణం, ఎక్కడికైనా తీసుకువెళ్లగలగడం, దీర్ఘకాల మన్నిక, సులువుగా ధరించడాని వీలు ఉండటం, వాటికవే అవసరమైన విద్యుత్తును తయారు చేసుకునే పరికరాలను తయారు చేయడం సుసాధ్యం అవుతుంది. నేటి కృత్రిమ మేధ యుగంలో ఇలాంటి పరికరాల అవసరం ఎంతో ఉంది. నేటి సరళమైన ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల్లో- పాలీమర్లు, నానో కణాల పాత్ర ఎంతో ఉన్నది.

బెంగుళూరు లోని నానో అండ్ సాఫ్ట్ మ్యాటర్ సైన్సెస్ కేంద్రం ( సీఈఎన్ఎస్) పరిశోధకులు, ఒత్తిడిలో మార్పులను నమోదు చేసి, తన ఇంధన అవసరాలను తానే తీర్చుకోగల సామర్ధ్యం కలిగిన పాలిమర్ నానో కాంపొజిట్ పదార్ధాన్ని తయారు చేశారు. ఈ పదార్ధాన్ని రహదారి భద్రతకు ఉపయోగకరంగా ఉండే సెన్సర్ నమూనా తయారీలో వినియోగించారు.

ఈ పరికరం పైభాగం కదిలే స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. దీనిని ప్రమాదకర మలుపులకు 100 మీటర్ల ముందు రోడ్డుపై అమర్చాల్సి ఉంటుంది. వ్యతిరేక దిశ నుంచి వచ్చే వాహనం తెరపై వస్తున్న సిగ్నల్ ను గమనించి అప్రమత్తం అవగలదు. ‘పీజో-ఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్’ గా పేర్కొనే, ఒత్తిడి వల్ల కలిగే విద్యుచ్చక్తితో పనిచేసే ఈ నమూనా, ఆ శక్తిని తదుపరి వినియోగానికై భద్రపరుచుకోగలదు. అదనపు శక్తిని అనేక ఇతర ఎలక్ట్రానిక్ ఉపకరణాలకు అందించవచ్చు.

‘డైకాల్కొజినైడ్’ అనే పదార్థంతో ఈ నూతన పాలిమర్ నానో కాంపొజిట్ నమూనా తయారైంది.

వెనేడియండై సల్ఫైడ్ (వీఎస్2) ఉపరితలానికి అత్యధిక స్థాయిలో విద్యుత్ పంపిణీ చేయడం ద్వారా పాలీమర్ల పీజో-ఎలెక్ట్రిక్ లక్షణాన్ని పెంచే సామర్ధ్యాన్ని శాస్త్రవేత్తలు అంకుర్ వర్మ, డాక్టర్ అర్జున్ హరి మధు, డాక్టర్ సుభాష్ చెరుమన్నిల్ కరుముత్తిల్ సాధించారు. పాలీవినైలిడీన్ డైఫ్లోరైడ్ లేదా ‘పీవీడీఎఫ్’ గా ప్రసిద్ధమైన పీజో-ఎలెక్ట్రిక్ లక్షణం కలిగిన పాలీమర్లో వివిధ గాఢతలలో గల నానో కణాలని ప్రవేశ పెట్టడం ద్వారా పాలిమర్ నానో కాంపొజిట్ ఫిల్ములను ఈ బృందం తయారు చేసింది.  

పాలిమర్ నానో కాంపొజిట్ పీజో-ఎలెక్ట్రిక్ లక్షణాలని నానోపార్టికల్స్ ఉపరితలానికి అందించే విద్యుత్ ఏ విధంగా ప్రభావితం చేస్తుందో శాస్త్రవేత్తలు అధ్యయనం చేశారు. నమూనాను ఒత్తిడిని గుర్తించే సాధనంగా వినియోగించి,  రహదారి భద్రతా సెన్సర్ ను పరీక్షించేందుకు దీనిని ఒక గుమ్మం వద్ద ఉంచి పరీక్షించి చూశారు.

‘పీవీడీఎఫ్’- ‘వీఎస్2’ రకం నానో కాంపొజిట్ పదార్థాలు, సులభంగా వంగే లక్షణం, ఎక్కడికైనా తీసుకువెళ్లగలిగే డిజైన్, దీర్ఘకాలిక ఇంధన ఉత్పాదక సామర్ధ్యం కలిగి, ఒత్తిడిలో మార్పులను పసిగట్టగల వస్తువుల తయారీలో కీలకం కాగలవని ఈ అధ్యయనం నిరూపించింది. ఇటీవల ఈ అధ్యయనాన్ని ‘జర్నల్ ఆఫ్ మెటీరీయల్ కెమిస్త్రీ ఏ’ అనే విజ్ఞాన శాస్త్ర పత్రికలో ప్రచురించడమే కాక, పేటెంట్ పత్రాన్ని కూడా దాఖలు చేశారు.

‘ఇన్స్పైర్’ పేరిట గల ఉన్నతస్థాయి సాంకేతిక కార్యక్రమానికి కేంద్ర శాస్త్ర సాంకేతిక విభాగం అందించే నిధులతో మొదలైన ‘స్వయం సమృద్ధ ఇంధన సామర్ధ్య పదార్థాలు, ఒత్తిడిని గుర్తించే సాధనాలు’  అనే కార్యక్రమంలో భాగంగా ఈ అధ్యయనం జరిగింది.

ప్రచురణ వివరాలు: విలక్షణ డిజిటల్ గుర్తింపు డీఓఐ : https://doi.org/10.1039/D3TA07335A

పేటెంట్ నమోదు సంఖ్య: 202341071356 ( అక్టోబర్19, 2023)

***