நிலை மாற்றப் பொருள்

மிக அதிகமான உருகுதல் உள்ளுறை வெப்பம், குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் உருகுதல் மற்றும் திடமாகக் கூடிய தன்மை மற்றும் அதிக அளவிலான வெப்ப ஆற்றலை சேகரித்து வைக்கக் கூடிய பண்பு முதலியவற்றைக் கொண்ட பொருளுக்கு நிலை மாற்றப் பொருள் (phase-change material) என்று பெயர். திட நிலையில் இருந்து திரவ நிலைக்கு மாறும் போது வெப்பம் எடுத்துக் கொள்ளப் படுகிறது. திரவ நிலையில் இருந்து திட நிலைக்கு மாறும் போது வெப்பம் உமிழப் படுகிறது. சுழல் சக்கரம் எந்திர ஆற்றலை சேமிக்கவும், மின்கலன் மின்னாற்றலைச் சேகரிக்கவும் பயன்படுவது போல நிலை மாற்றப் பொருள் வெப்ப ஆற்றலைச் சேமிக்க உதவுகிறது. நிலை மாற்றப் பொருளின் தற்போதைய பயன்பாடுகள் அதிகரித்து வருகின்றன.

வெப்ப ஆற்றல் சேகரிப்பான்

நிலை மாற்றப் பொருளுக்கு அதிகப் படியான உருகுதல் உள்ளுறை வெப்பம் இருப்பதால் இது வெப்ப ஆற்றலைச் சேகரிக்க உதவுகிறது. மருத்துவத் துறையில் சில மருந்துகளை எப்போதும் குளிர்ந்த வெப்பநிலையில் வைத்திருக்க வேண்டியிருக்கும். மருந்துகளைப் பயணத்தின் போது கொண்டு செல்லும் போது குளிர்சாதனப் பெட்டியைக் கொண்டு செல்வது கடினம். நிலை மாற்ற பொருள்கள் இத்தகைய சமயங்களில் வெப்ப ஆற்றலை சுற்றுப் புறத்தில் இருந்து எடுத்து கொண்டு மருந்துகளை குளிர்ந்த நிலையில் வைக்க உதவுகிறது. நிலை மாற்ற பொருட்கள் வெப்ப ஆற்றல் சேகரிப்பான் எனவும் அழைக்கப் படுகின்றன.

வகைகள்

நிலை மாற்ற பொருட்களை இரு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம். அவை கனிம மற்றும் கரிம நிலை மாற்றப் பொருட்களாகும். ஹைட்ரேட் உப்புகள் கனிம நிலை மாற்றப் பொருட்களுக்கு உதாரணம் ஆகும். பாரப்பின் மெழுகு கரிம நிலை மாற்றப் பொருட்களுக்கு உதாரணம் ஆகும்.

நிலை மாற்றப் பொருட்களின் பண்புகள்

வெப்ப இயற்பியல் பண்புகள்

குறிப்பிட்ட கன அளவில் அதிக அளவிலான வெப்ப ஆற்றலைச் சேகரிக்கும் தன்மை
கூடுதல் வெப்பத்தைச் சேகரிக்கத் தக்க அளவிலான தன வெப்ப ஏற்புத் திறன்
புறப்பரப்புக்கும் கன அளவிற்கும் இடையிலான தகவு அதிகம்
நிலை மாற்றத்தின் போது ஏற்படும் கன அளவு மாற்றம் புறக்கணிக்கத்தக்கது.
ஒவ்வொரு முறை நிலை மாற்றத்தின் போதும் மாறாத வெப்பம் சேகரிக்கும் தன்மை

வேதிப் பண்புகள்

வேதியியல் மற்றும் வெப்ப நிலைப்பு தன்மை
மீள் தன்மை உடைய உருகுதல் மற்றும் உறைதல் நிகழ்வுகள்
அரிப்பு உருவாகுவது இல்லை
அதிகப்படியான பயன்பாடுக்குப் பின்னரும் நிலை மாற்றப் பொருட்களின் தரம் குறைவது இல்லை

நிலை மாற்றப் பொருட்களின் உறைபொதியாக்கம்

நிலை மாற்றப் பொருளின் மூலக்கூறுகள் அதன் திரவ நிலையில் இருக்கும் போதே பிரிவடைந்து விடுவதால், திரவ நிலையில் இருந்து திண்ம நிலைக்கு மாறும் பொழுது முழுவதுமாகடத் திண்மம் ஆவது இல்லை. இந்நிகழ்வு வெப்பம் சேகரிக்கும் தன்மையைக் குறைக்கிறது. இதைத் தடுக்க, நிலை மாற்றப் பொருட்கள் உறைபொதியாக்கம் செய்யப்படுகின்றன. உறைபொதியாக்கம் என்பது நிலை மாற்றப் பொருட்களை குறிப்பிட்ட வகை உறையினில் வைத்து உபயோகப்படுத்துவதாகும். இவ்வகை உறையிடல் முறைகளால் நிலை மாற்றப் பொருட்களைச் வெப்பம் சேகரிக்கும் கொள்கலனாகச் செயல்படுகின்றன. மேலும் இது உருகுதல் மற்றும் உறைதல் நிகழ்வுகளை முறைப்படுத்துகிறது. நிலை மாற்றப் பொருட்களை மூடியிருக்கும் உறை, திரவம் உருகி வெளியேறாமல் இருக்கவும் பயன்படுகிறது. அதிகப் படியான பயன்பாடுகளில் நிலை மாற்றப் பொருட்கள் உறைபொதியக்கம் செய்யப்பட்டு பயன்படுத்தப் படுகின்றன. ஒரு சில பயன்பாடுகள் குறிப்பாக மின்னணு சாதனங்களைக் வெப்பத்தை வெளியேற்றும் சாதனங்களில் இவை உறையிடாமல் பயன்படுத்தப் படுகின்றன.