दीमक के टीले कम ऊर्जा का उपयोग करने वाली 'जीवित और सांस लेने वाली' इमारतों को बनाने का रहस्य प्रकट करते हैं

मई 26, 2023 (नानावरक न्यूज़) दीमक की लगभग 2,000 ज्ञात प्रजातियों में से कुछ पारिस्थितिकी तंत्र इंजीनियर हैं। कुछ जेनेरा द्वारा बनाए गए टीले, उदाहरण के लिए अमितर्मिस, मैक्रोटर्मेस, नासुटिटरमेस और ओडोन्टोटर्मेस, आठ मीटर ऊंचे तक पहुंचते हैं, जिससे वे दुनिया की सबसे बड़ी जैविक संरचनाओं में से कुछ बन जाते हैं। लाखों वर्षों से प्राकृतिक चयन उनके टीलों के 'डिजाइन' को बेहतर बनाने का काम कर रहा है। मानव वास्तुकार और इंजीनियर क्या सीख सकते हैं यदि वे दीमक के पास जाते हैं और उनके तरीकों पर विचार करते हैं? में एक नए अध्ययन में सामग्री में फ्रंटियर्स ("फ्लो-एक्टिव बिल्डिंग लिफाफों के लिए दीमक से प्रेरित मेटामेट्रीज"), शोधकर्ताओं ने दिखाया कि कैसे दीमक के टीले हमें अपनी इमारतों के लिए आरामदायक आंतरिक जलवायु बनाने के लिए सिखा सकते हैं जिनमें एयर कंडीशनिंग के कार्बन पदचिह्न नहीं हैं। "यहां हम दिखाते हैं कि 'इग्रेस कॉम्प्लेक्स', दीमक के टीलों में पाई जाने वाली परस्पर सुरंगों का एक जटिल नेटवर्क है, जिसका उपयोग मानव वास्तुकला में नए तरीकों से हवा, गर्मी और नमी के प्रवाह को बढ़ावा देने के लिए किया जा सकता है," डॉ। डेविड एंड्रीन, एक वरिष्ठ लुंड यूनिवर्सिटी के बायोडिजिटल मैटर रिसर्च ग्रुप में व्याख्याता और अध्ययन के पहले लेखक।

नामीबिया से दीमक

आंद्रेन और सह-लेखक डॉ रूपर्ट सोर, नॉटिंघम ट्रेंट यूनिवर्सिटी में स्कूल ऑफ आर्किटेक्चर, डिज़ाइन और बिल्ट एनवायरनमेंट के एक सहयोगी प्रोफेसर ने नामीबिया से मैक्रोटर्म्स माइकलसेनी दीमक के माउंड का अध्ययन किया। इस प्रजाति के कालोनियों में दस लाख से अधिक व्यक्ति शामिल हो सकते हैं। टीले के केंद्र में सिंबियोटिक कवक उद्यान हैं, जो दीमक द्वारा भोजन के लिए खेती की जाती हैं। नामीबिया से Macrotermes michaelseni दीमक के एक टीले के निकास परिसर का हिस्सा। (छवि: डी. आंद्रेन) शोधकर्ताओं ने इग्रेस कॉम्प्लेक्स पर ध्यान केंद्रित किया: सुरंगों का एक घना, जाली जैसा नेटवर्क, 3 मिमी और 5 मिमी चौड़ा के बीच, जो बाहरी के साथ व्यापक नाली को जोड़ता है। बरसात के मौसम के दौरान (नवंबर से अप्रैल तक) जब टीला बढ़ रहा होता है, तो यह अपनी उत्तर-मुख वाली सतह पर फैलता है, सीधे दोपहर के सूरज के संपर्क में आता है। इस मौसम के बाहर, दीमक श्रमिक बाहर निकलने वाली सुरंगों को अवरुद्ध रखते हैं। परिसर को पर्याप्त वेंटिलेशन बनाए रखते हुए अतिरिक्त नमी के वाष्पीकरण की अनुमति देने के लिए सोचा जाता है। लेकिन ये कैसे काम करता है? एंड्रीन और सोअर ने पता लगाया कि कैसे इग्रेस कॉम्प्लेक्स का लेआउट दोलन या पल्स-जैसे प्रवाह को सक्षम बनाता है। उन्होंने जंगली से फरवरी 3 में एकत्र किए गए एक निकास जटिल टुकड़े की स्कैन की गई और 2005 डी-मुद्रित प्रतिलिपि पर अपना प्रयोग आधारित किया। यह टुकड़ा 4 लीटर की मात्रा के साथ 1.4 सेमी मोटा था, जिसमें से 16% सुरंगें थीं। उन्होंने एक स्पीकर के साथ हवा का अनुकरण किया जो एक सेंसर के साथ बड़े पैमाने पर स्थानांतरण को ट्रैक करते हुए टुकड़े के माध्यम से सीओ2-वायु मिश्रण के दोलनों को चलाता था। उन्होंने पाया कि वायु प्रवाह 30 हर्ट्ज और 40 हर्ट्ज के बीच दोलन आवृत्तियों पर सबसे बड़ा था; 10 हर्ट्ज और 20 हर्ट्ज के बीच आवृत्तियों पर मध्यम; और कम से कम 50 हर्ट्ज और 120 हर्ट्ज के बीच आवृत्तियों पर।

अशांति वेंटिलेशन में मदद करती है

शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि परिसर में सुरंगें टीले पर बहने वाली हवा के साथ बातचीत करती हैं जो वेंटिलेशन के लिए हवा के बड़े पैमाने पर स्थानांतरण को बढ़ाती हैं। कुछ आवृत्तियों पर हवा के दोलन अंदर अशांति उत्पन्न करते हैं, जिसका प्रभाव श्वसन गैसों और अतिरिक्त नमी को टीले के हृदय से दूर ले जाना है। "जब एक इमारत को हवादार करते हैं, तो आप बाहर की ओर बासी हवा और ताजी हवा की आवाजाही को बाधित किए बिना, अंदर बनाए गए तापमान और आर्द्रता के नाजुक संतुलन को बनाए रखना चाहते हैं। अधिकांश एचवीएसी सिस्टम इससे जूझते हैं। यहां हमारे पास एक संरचित इंटरफ़ेस है जो श्वसन गैसों के आदान-प्रदान की अनुमति देता है, बस एक तरफ और दूसरे के बीच एकाग्रता में अंतर से प्रेरित होता है। इस प्रकार अंदर की स्थिति बनी रहती है, ”सोर ने समझाया। लेखकों ने फिर 2डी मॉडल की एक श्रृंखला के साथ इग्रेशन कॉम्प्लेक्स का अनुकरण किया, जो सीधे सुरंगों से एक जाली तक जटिलता में वृद्धि हुई। उन्होंने सुरंगों के माध्यम से पानी के दोलन शरीर (एक डाई के साथ दिखाई देने वाले) को चलाने के लिए एक इलेक्ट्रोमोटर का इस्तेमाल किया और बड़े पैमाने पर प्रवाह को फिल्माया। उन्होंने पाया, उनके आश्चर्य के लिए, कि मोटर को पूरे परिसर में घुसने के लिए भाटा और प्रवाह के लिए केवल कुछ मिलीमीटर (कमजोर हवा के दोलनों के अनुरूप) हवा को आगे और पीछे ले जाने की जरूरत थी। महत्वपूर्ण रूप से, आवश्यक अशांति तभी उत्पन्न हुई जब लेआउट पर्याप्त रूप से जाली जैसा था।

जीवित और सांस लेने वाली इमारतें

लेखकों का निष्कर्ष है कि इग्रेस कॉम्प्लेक्स कमजोर हवाओं में दीमक के टीले के पवन-संचालित वेंटिलेशन को सक्षम कर सकता है। "हम कल्पना करते हैं कि भविष्य में दीवारों का निर्माण, पाउडर बेड प्रिंटर जैसी उभरती प्रौद्योगिकियों के साथ बनाया गया है, जिसमें इगोर कॉम्प्लेक्स के समान नेटवर्क होंगे। ये एम्बेडेड सेंसर और एक्ट्यूएटर्स के माध्यम से चारों ओर हवा को स्थानांतरित करना संभव बना देगा, जिसके लिए केवल थोड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है, ”एंड्रीन ने कहा। सोर ने निष्कर्ष निकाला: "निर्माण-पैमाने पर 3 डी प्रिंटिंग तभी संभव होगी जब हम संरचनाओं को प्रकृति के रूप में जटिल बना सकते हैं। इग्रेस कॉम्प्लेक्स एक जटिल संरचना का एक उदाहरण है जो एक साथ कई समस्याओं को हल कर सकता है: इमारत के लिफाफे के माध्यम से श्वसन गैसों और नमी के प्रवाह को नियंत्रित करते हुए, हमारे घरों के अंदर आराम बनाए रखना। "हम प्रकृति की तरह निर्माण की ओर संक्रमण के कगार पर हैं: पहली बार, एक वास्तविक जीवित, सांस लेने वाली इमारत को डिजाइन करना संभव हो सकता है।"

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• स्रोत: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=63067.php