ساخت نوعی نانوپوشش با تقلید از آفتاب‌پرست بیابانی!

دسته بندی :بلاگ ۵ مهر ۱۴۰۲ ادمین 342

به گزارش خبرگزاری مهر، با پایان یافتن تابستان، بسیاری از خانه‌ها، تهویه مطبوع خود را خاموش کرده و بخاری‌ها را روشن می‌کنند. اما سیستم‌های گرمایش و سرمایش سنتی پرمصرف هستند و از آنجا که به طور معمول از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کنند، پایدار نیستند.

به تازگی با تقلید از نوعی آفتاب‌پرست بیابانی، محققان نوعی نانوپوشش ساختند که از نظر مصرف انرژی مقرون به صرفه است. این مواد می‌توانند بدون انرژی اضافی، ساختمان‌ها را در تابستان خنک و در زمستان گرم نگه دارند.

بسیاری از موجودات بیابانی سازگاری‌های تخصصی با شرایط اقلیمی گرم دارند که به آنها امکان زنده ماندن در محیط‌های سخت و با تغییر دمای شدید روزانه را می‌دهد. به عنوان مثال، Namaqua Chameleon از جنوب غربی آفریقا رنگ خود را برای تنظیم دمای بدن با تغییر شرایط محیط تغییر می‌دهد. این آفتاب‌پرست در دماهای گرم به رنگ خاکستری روشن به نظر می‌رسد تا نور خورشید را منعکس کند و در نتیجه خنک شود، در صورت نیاز به گرم شدن، به رنگ قهوه‌ای تیره در آمده تا گرما را جذب کند.

این توانایی منحصر به‌فرد نمونه‌ای طبیعی از کنترل دمای منفعل است، پدیده‌ای که می‌تواند برای ایجاد ساختمان‌های با مصرف انرژی کم سازگار باشد. اما بسیاری از سیستم‌های به کار رفته در ساختمان نمی‌توانند بین رنگ‌ها مختلف سوئیچ کنند. از این رو محققان پوششی ساختند که بتواند این کار را انجام دهد.

برای تهیه این پوشش، محققان میکروکپسول‌های ترموکرومیک را ساختند، این کپسول‌ها در واقع میکروذراتی هستند که به همراه نوعی اتصال‌دهنده، سوسپانسیونی را تشکیل می‌دهند که می‌توان آن را به صورت اسپری روی سطح اعمال کرد.

هنگامی‌که تا ۶۸ درجه فارنهایت گرم می‌شود، سطح شروع به تغییر رنگ از تیره به خاکستری روشن می‌کند. پس از رسیدن به ۸۶ درجه، فیلم با رنگ روشن تا ۹۳٪ از تابش خورشید را منعکس شد. حتی وقتی ساختمان بالاتر از ۱۷۵ درجه برای یک روز کامل گرم شود، این مواد هیچ نشانه‌ای از آسیب نشان نمی‌دهند.

در زمستان، این پوشش جدید کمی گرمتر از سیستم خنک‌کننده تابشی منفعل رایج بود، در تابستان، این پوشش جدید به طور قابل توجهی خنک‌تر از کاشی‌های رنگ سفید بود. در طول بهار و پاییز، این پوشش می‌تواند با تغییر دمای بسیار پرنوسان سازگار باشد و در طول روز از گرمایش به سرمایش تغییر کند.

محققان می‌گویند که این سیستم تغییر رنگ می‌تواند انرژی قابل توجهی را برای مناطقی که چندین فصل را تجربه می‌کنند، صرفه‌جویی کند، در حالی که هم ارزان و هم تولید آن آسان است.