अर्धवाहक (सेमीकंडक्टर) सामुग्रीचा वापर करून सौरऊर्जेचे विजेत रूपांतर करणारे विद्युतघट तयार करणे ही विज्ञान-तंत्रज्ञानाची किमया. पण इथेही काही गोष्टी शास्त्रज्ञांनी निसर्गाकडून ‘उचलल्या’ आहेत! झाडांची पाने सूर्यप्रकाशाचा उपयोग करून जीवनावश्यक ऊर्जा मिळवितात तर मनमोहक, नाजूक फुलपाखरू सूर्यकिरणांपासून जीवनावश्यक उष्णता मिळवते. या दोहोंच्या अभ्यासातून अधिक कार्यक्षम सौरघट तयार करण्यात शास्त्रज्ञ यशस्वी झाले आहेत.
हरित पानांच्या वरच्या पृष्ठभागाचा रंग जास्त गडद असून त्यावर मेणाचा स्तर असतो. गडद रंगामुळे प्रकाश पानात जास्तीतजास्त शोषला जातो. मेणाच्या स्तरामुळे पाणी आत कोंडून राहते. त्यानंतर असलेली बाह्यत्वचा व नलिकाकार स्कंभपेशी सूर्यप्रकाश हरितलवकांपर्यंत पोहोचवितात. शास्त्रज्ञांच्या एका गटाने पानांच्या या रचनेप्रमाणे सौरघटाच्या वरच्या पृष्ठभागावर प्रकाश शोषणाऱ्या आणि तो आत कोंडून ठेवण्यास मदत करणाऱ्या द्रव्याचा विरल लेप दिला. अ‍ॅनोड अग्रांची मांडणी पानांच्या त्वचा, स्कंभपेशी व स्पंजीपेशींप्रमाणे केली. सौरतक्त्यांची त्रिमितीत मांडणी केली. यामुळे सौरघटावर पडलेल्या प्रकाशकिरणांच्या ऊर्जेचा विनियोग जास्त करता आला व विद्युतनिर्मिती ५५ टक्क्यांनी वाढल्याचे दिसले.
प्रिन्स्टन विद्यापीठातील शास्त्रज्ञांनी जंबुलातीत किरणांचा उपयोग करून सौरघटांच्या पृष्ठभागावर पानांवर असतात तशा सुरकुत्या व घडय़ा निर्माण केल्या. यममुळे प्रकाशशोषणासाठी जास्त पृष्ठभाग उपलब्ध झाला. परिणामी प्रकाशशोषण व सौरघटाची कार्यक्षमता वाढली. लाल तरंगलहरींचे शोषण ६०० टक्क्यांनी वाढले. प्लास्टिक वापरून तयार केलेल्या सौरतक्त्यासाठी हे अतिशय उपयुक्त असेल. भविष्यात सौरतक्ते पडद्यांप्रमाणे सोडता येतील.
शास्त्रज्ञांच्या दुसऱ्या एका गटाने दक्षिण अफ्रिका व र्नैऋत्य आशियातल्या ‘कॉमन रोझ’ फुलपाखरांच्या अभ्यासातून अधिक कार्यक्षम सौरघटांची निर्मिती केली आहे. उडण्यासाठी फुलपाखराच्या पंखांचे स्नायू उबदार असावे लागतात. शरीराला लागणारी उष्णता फुलपाखरू सूर्यप्रकाशापासून मिळविते. फुलपाखरू आपले पंख पसरून सूर्यप्रकाश शोषून घेते आणि शरीराचे तापमान कायम राखते. फुलपाखराच्या पंखांवर कायटिन या पारदर्शक द्रव्याचे आवरण असते आणि कंगोऱ्याच्या आकाराचे छोटे खवले व रंगीत ठिपके असतात. हे कंगोरे आडव्या दाडय़ांनी जोडलेले असतात. या कंगोऱ्यातून छोटी छिद्रे वर आलेली असतात. या संरचना पंखावर कुठे दाट तर कुठे कमी दाट असतात. आधी छिद्रे व नंतर कंगोरे या संरचनेमुळे पंखांवर कुठल्याही कोनात पडणारा प्रकाश पूर्णत: शोषला जातो. फुलपाखरांच्या पंखांच्या संरचनेसारख्या त्रिमित संरचनांच्या विरल पटलाच्या उपयोगाने सौरघटाची प्रकाश शोषणाची क्षमता वाढते असे दिसून आले आहे.
निसर्ग आणि विज्ञान (भौतिकशास्त्र) यांच्या संयोगाने होणाऱ्या प्रगतीचे हे एक उत्तम उदाहरण आहे.
– डॉ. सुभगा कार्लेकर
मराठी विज्ञान परिषद
ईमेल : office@mavipa.org
संकेतस्थळ : http://www.mavipa.org