ස්මාර්ට් දුරකථනයක් ස්වයංව ආරෝපණය කල හැකි දුරකථන ආවරණයක් වෙළඳපොළට නිකුත් වීම සැමදෙනාගේම නොමඳ ආකර්ෂණය දිනා ගැනීමට සමත් විය. මෙම නිෂ්පාදනය වෙළඳපොළට නිකුත් වීමට පෙර සාමාන්‍යයෙන් ජංගම දුරකථනය කලින් ආරෝපණය කර ගෙන පාවිච්චි කල යුතුව තිබිණි. වර්තමානයේද බොහෝ විට දක්නට ලැබෙන්නේ එම ක්‍රමවේදයයි. එසේත් නොමැති නම් සුර්ය පැනල හරහා සුර්ය ශක්තිය මගින් ඍජු ධාරාවක් ලබා ගැනීමේ ක්‍රමවේදය භාවිතා වෙයි.
නමුත් දැන් නිකුත් වීමට නියමිත දෙවන අනුවාදය සලකා බලන විට ඉහත සඳහන් කල බහුලව භාවිතා කරන ක්‍රමවේද ඉක්මවා වෙනස්ම ආරයක ක්‍රමවේදයක් වෙත ළඟා විය හැකි හැකි බව අනුමාන කල හැකිය. සිතා බලන්න: වයිෆයි රවුටර් (Wifi Router) මගින් නිදහස් කරනු ලබන ශක්තිය උරාගත හැකි ස්මාර්ට් දුරකථන ආවරණයක් පිළිබඳව. මන්දයත් Router වැනි Wifi විමෝචක උපාංග මගින් Tetrahertz තරංග හෙවත් T කිරණ නිපදවන නිසා ඔබේ ජංගම දුරකථනය ආරෝපණය සඳහා අවශ්‍ය ශක්තිය නිර්මාණය කිරීමට එම විද්‍යුත් චුම්භක තරංග උපයෝගී කර ගැනීම න්‍යායාත්මකව සිදු කළ හැකිය.
Massachusetts Institute of Technology හි පර්යේෂක කණ්ඩායමක් විසින් ග්‍රැපීන් (Graphene) වල හැසිරීම වෙනස් කොට එමගින් ඍජු බලශක්ති ධාරාවක් ලබා ගත හැකි ක්‍රමවේදයක් සොයා ගෙන ඇත. මෙම ක්‍රමවේදය නිෂ්ක්‍රීය අරෝපකයක් (Passive Charger) සඳහා වඩාත් සුදුසු වන අතර අවශ්‍ය වන්නේ එය රවුටරයක් අසලින් තැබීම පමණි. ඔවුන්ගේ මෙම සොයා ගැනීම පිළිබඳව “Science Advances” සඟරාවේ පලවිය.
“අප ටෙරාහර්ට්ස් පරාසයේ විද්‍යුත් චුම්භක තරංග වලින් වට වී සිටිනවා” යැයි MIT ආයතනයේ ද්‍රව්‍ය පර්යේෂණ රසායනාගාරයේ පශ්චාත් ආචාර්ය පර්යේෂක ප්‍රධාන කතුවරයා වන හිරෝකි ඉසෝබේ පවසා ඇත. “අපට එම ශක්තිය එදිනෙදා ජීවිතයට භාවිතා කළ හැකි බලශක්ති ප්‍රභවයක් බවට පරිවර්තනය කළ හැකි නම්, එය අප දැන් මුහුණ දී සිටින බලශක්ති අභියෝගයන්ට මුහුණ දීමට උපකාරී වනු ඇත” යන්න ඔහු වැඩිදුරටත් සඳහන් කොට ඇත.
ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාවෙන් සරල ධාරාවට
පරිසර ශක්තිය වඩාත් ප්‍රායෝගිකව යොදා ගැනීමට විද්‍යාඥයින් උත්සාහ කළ දීර්ඝ ඉතිහාසයක් ඇත. භාවිතයට නොගැනීම නිසා පුනර්ජනනීය බලශක්තියේ විශාල නාස්තියක් සිදුවේ. සූර්ය පැනල හරහා එකතු කර විද්‍යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කළ හැකි සූර්යයාගේ ආලෝක ශක්තිය දැනට පවතින පැහැදිලිම පුනර්ජනනීය බලශක්තියයි.
සාම්ප්‍රදායික නොවන බලශක්ති ප්‍රභවයන් පාලනය කිරීම සඳහා පර්යේෂකයන් සාමාන්‍යයෙන් භාවිතා කරන්නේ සෘජුකාරක හෝ සෑම දිශාවකටම දෝලනය වන විද්‍යුත් චුම්භක තරංග වල ප්‍රත්‍යාවර්ත ධාරාව සෘජු ධාරාවක් බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇති උපාංගය. මූලික වශයෙන්, යන්ත්‍ර තුල ධාරාව එක් දිශාවකට පමණක් ගලා යන බව සහතික කරයි.
සෘජුකාරක සාමාන්‍යයෙන් රේඩියෝ තරංග වැනි අඩු සංඛ්‍යාත විද්‍යුත් චුම්භක තරංග ඩයෝඩ වලින් සවිකර ඇති විද්‍යුත් පරිපථයක් හරහා හෝ ධාරාව එක් දිශාවකට පමණක් ගලා යාමට ඉඩ සලසන අර්ධ සන්නායක උපාංග හරහා පරිවර්තනය කරයි. මෙය විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් ජනනය කරන අතර එය සෘජු ධාරාවක් ලෙස පරිපථය හරහා තරංග රැගෙන යයි. නමුත් සෘජුකාරක ස්ථාවරව පවතින්නේ සීමාසහිත සංඛ්‍යාතයක් දක්වා පමණක් බැවින් ඊට ටෙට්‍රාහර්ට්ස් පරාසය තුළ තරංගවලට ප්‍රතිචාර දැක්වීම කළ නොහැක.
දුරකථනය ආරෝපණය කිරීමට ගුණාත්මක සෘජු ධාරාවක්
පාරදෘශ්‍ය T – කිරණ ශක්තිය වඩාත් පුරෝකථනය කළ හැකි හා භාවිතා කළ හැකි දෙයක් බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා, ඉසෝබේ සහ ඔහුගේ සෙසු පර්යේෂකයන් කල්පනා කළේ සෘජු ධාරාවක් ඇති කිරීම සඳහා සෘජුකාරක මත රඳා සිටිනවා වෙනුවට ඉලෙක්ට්‍රෝන එක් දිශාවකට ගලා යාමට බල කිරීම සඳහා ද්‍රව්‍යයක පරමාණුක ව්‍යුහය සමඟ සම්බන්ධ විය හැකිද යන්නයි. ඔවුන්ගේ අවධානය යොමු වී ඇත්තේ ඉලෙක්ට්‍රොනික්, සූර්ය පැනල සහ ඇස්ෆල්ට් වල බහුලව භාවිතා වන ද්‍රව්‍යයක් වන ග්‍රැපීන් වල පරමාණුක හැසිරීම කෙරෙහි ය.
සාමාන්‍ය තත්වයන් යටතේ ග්‍රැපීන් සහජයෙන්ම සමමිතික වේ. එහි අරුත නම් ඉලෙක්ට්‍රෝන වලට තම තමන් අතර සමාන බලයක් දැනෙන අතර එම ශක්තිය මගින් ඉලෙක්ට්‍රෝන සෑම දිශාවකටම සමානව විසිරී යයි. ඉසෝබේ සහ ඔහුගේ කණ්ඩායම මෙම විසිරීම අසමමිතික කිරීමට ක්‍රම සෙවීමට පටන් ගත්හ.
විද්‍යාඥයින් සොයාගත්තේ ග්‍රැපීන් වෙනත් ද්‍රව්‍යයක් සමඟ සංයෝජනය කිරීමයි, බෝරෝන් නයිට්‍රයිඩ් (boron nitride). එමගින් ග්‍රැපීන් ඉලෙක්ට්‍රෝන පොදු දිශාවකට ගමන් කිරීමට බල කරයි. එයින් අදහස් වන්නේ එන ටෙරාහර්ට්ස් තරංග මගින් ග්‍රැපීන් ඉලෙක්ට්‍රෝන එක් දිශාවකට සෘජු ධාරාවක් ලෙස සංයුක්ත වේ. මෙම සමස්ත ආචරණය “skew scattering” ලෙස හැඳින්වේ.
කෙසේ වුවත් මෙහිදී අවධානය යොමු කල යුතු විශේෂ කරුණක් පවතියි. එනම් ග්‍රැපීන් නිර්මාණය වී ඇත්තේ කාබන් පරමාණු තනි තට්ටුවක බැවින්, එහි අපද්‍රව්‍ය අවශ්‍ය ප්‍රමාණයට වඩා පවතියි නම්, එහි ඇති සන්නායකතාව වැනි සමහර ගුණාංග නැති වී යාමේ අවධානමක් ඇත. අපද්‍රව්‍ය වලට ඉලෙක්ට්‍රෝන වලාකුළු වල පලිහක් මෙන් ක්‍රියා කළ හැකි අතර එමගින් ඉලෙක්ට්‍රෝන විසිරී යා හැකිය.
“බොහෝ අපද්‍රව්‍ය පැවතීම මගින්, මෙම ඇතිවූ චලිතය දෝලනය වීමෙන් අවසන් වන අතර, එන ඕනෑම ටෙරාහර්ට්ස් ශක්තියක් මෙම දෝලනය හරහා නැති වී යයි, ”ඉසෝබේ පැවසීය. “එබැවින් අපට අවශ්‍ය වන්නේ පිරිසිදු නියැදියක් යොදා ගෙන ඵලදායී ලෙස ඇතිවූ චලිතයක් ලබා ගැනීමයි.” ඉසෝබේ වැඩිදුරටත් පැවසීය.
ටෙරාහර්ට්ස් සෘජුකාරක
මෙම සොයා ගැනීමත් සමඟ ඉසෝබේ සහ සමාගම ටෙරාහර්ට්ස් සෘජුකාරකයක් සඳහා සැලැස්මක් නිර්මාණය කළේය. ඔවුන් “අධි සංඛ්‍යාත නිවැරදි කිරීමේ” උපාංගයක් ලෙස හඳුන්වන දේ සඳහා පේටන්ට් බලපත්‍රයක් ඉල්ලුම් කර ඇත.
පරිසරයෙන් ටෙරාහර්ට්ස් විකිරණ එකතු කර සාන්ද්‍රණය කරන ඇන්ටෙනාවක් සිතන්න. පර්යේෂකයෝ සොයා ගත් පරිදි ටෙරාහර්ට්ස් ශක්තිය ශක්තිමත් වන තරමට උපාංගයට හොඳින් එය සරල ධාරාවක් බවට පරිවර්තනය කළ හැකිය. ඇන්ටෙනාව තුළ බෝරෝන් නයිට්‍රයිඩ් තට්ටුවක් මත කුඩා ග්‍රැපීන් ප්‍රමාණයක් ගල්වා ඇත.
“සංසරණ ශක්තිය නිෂ්ක්‍රීය ලෙස එකතු කර පරිවර්තනය කිරීමට වෙනස් සංඛ්‍යාත පරාසයක් යොදා ගැනීම හැරුණු කොට මෙය සූර්ය කෝෂයක් ආකාරයටම ක්‍රියාකරනු ඇත” යනුවෙන් MIT හි භෞතික විද්‍යාව පිළිබඳ සහකාර මහාචාර්ය ලියාන් ෆු පවසයි.
භෞතික මූලාකෘතියක් ඉදිරිපත් කිරීම සඳහා කණ්ඩායම මේ වන විට MIT හි පර්යේෂණාත්මක භෞතික විද්‍යාඥයින් සමඟ කටයුතු කරමින් පවතියි. එය කාමර උෂ්ණත්වයේදී ක්‍රියා කල හැකි ආකාරයට නිපදවීමට සැලසුම් සකස් කොට ඇත. ඉසොබේ විශ්වාස කරන ආකාරයට නුදුරු කාලයේදී මිනිස් සිරුර තුල ශක්තිය අධිරෝපණය කිරීම සඳහා ටෙරාහර්ට්ස් සෘජුකාරක භාවිතා කළ හැකි බවයි.
