ساخت کاشی با تقلید از سوسک

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری برنا؛ محققان دانشگاه شهر هنگ کنگ کاشی‌های سرامیکی خنک کننده‌ای را توسعه داده اند که سفید زیستی سوسک سیفوچیلوس را برای منحرف کردن گرما، کاهش استفاده از تهویه مطبوع خانگی و مبارزه با گرم شدن کره زمین تکرار می‌کند. توانایی کاشی‌های سرامیکی خنک کننده آن‌ها برای دفع گرما به نحوه تعامل آن‌ها با نور بستگی دارد و می‌توانند در دو محدوده نور، یعنی محدوده خورشیدی که از خورشید می‌آید و محدوده مادون قرمز میانی موثر باشند.

در محدوده خورشیدی کاشی‌ها نور زیادی را منعکس می‌کنند تا گرمایش خورشید را به حداقل برسانند، در حالی که در محدوده مادون قرمز میانی گرما زیادی را منتشر می‌کنند و به خنک شدن مواد کمک می‌کنند. یکی دیگر از اجزای کاشی‌های سرامیکی خنک کننده که محققان دانشگاه شهر هنگ کنگ کشف کردنند addis آلومینا یا اکسید آلومینیوم است.

این ماده دارای شکاف باند بالایی است، به این معنی که به راحتی نور خورشید را جذب نمی‌کند، و آن را به یک عنصر ایده آل برای خنک نگه داشتن فضا تبدیل می‌کند. کاشی‌ها تنها یکی از بسیاری از محصولات و اشکال بالقوه‌ای هستند که سرامیک خنک کننده می‌تواند شکل بگیرد، زیرا سرامیک خنک کننده نیز می‌تواند در چندین صنعت اعمال شود.

کاشی‌های سرامیکی خنک کننده محققان ۹۹ درصد بازتاب خورشیدی دارند

محققان دانشگاه شهر هنگ کنگ رنگ سوسک سیفوچیلوس را تولید می‌کنند که دارای کیفیت شناخته شده به عنوان سفید زیستی است، به این معنی که حشره بسیار سفید به نظر می‌رسد. رنگ سفید روی سطح خانه می‌تواند به کاهش گرما کمک کند همانطور که برخی تحقیقات نشان داده اند و با تقلید از رنگ سوسک سیفوچیلوس و سفید زیستی آن کاشی‌های سرامیکی خنک کننده ممکن است به همان اندازه دست یابند. ساختار سرامیک برای پراکنده کردن نور خورشید طراحی شده است و این امر با بهینه سازی ترتیب منافذ در سرامیک اتفاق می‌افتد.

پس از آن مواد می‌توانند تقریبا تمام نور خورشید را که به آن برخورد می‌کند منعکس کنند. با استفاده از همان فرآیند در آزمایش انجام شده توسط محققان دانشگاه شهر هنگ کنگ برای کاشی‌های سرامیکی خنک کننده، آن‌ها به اشتراک می‌گذارند که آن‌ها ۹۹.۶ درصد بازتاب خورشیدی را به دست می‌آورند، به این معنی که کاشی‌ها تقریبا تمام نور خورشید را که دریافت می‌کنند منحرف می‌کنند. در محدوده مادون قرمز میانی، کاشی‌های سرامیکی خنک کننده تابش حرارتی گرما را منتشر می‌کنند که به انتشار حرارتی بالا ۹۶.۵ درصد می‌رسد، به این معنی که آن‌ها مقدار قابل توجهی گرما را آزاد می‌کنند.

مقاومت در برابر دمای بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد

پروفسور ادوین تسو چی یان، استاد معاون در دانشکده انرژی و محیط زیست (نگاه کنید) در دانشگاه شهر هنگ کنگ و یکی از نویسندگان مربوطه مقاله می‌گوید: سرامیک خنک کننده از آلومینا ساخته شده است که تخریب مقاومت UV مورد نظر را فراهم می‌کند که نگرانی معمول اکثر طرح‌های PRC مبتنی بر پلیمر است. همچنین مقاومت در برابر آتش را با مقاومت در برابر دمای بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد نشان می‌دهد که از قابلیت‌های اکثر مواد PRC مبتنی بر پلیمر یا فلز فراتر می‌رود.

او همچنین می‌گوید که زیبایی کاشی‌های سرامیکی خنک کننده این است که آن‌ها الزامات مربوط به PRC با عملکرد بالا و برنامه‌های کاربردی را در محیط‌های واقعی برآورده می‌کنند. وی همچنین اضافه می‌کند که کاشی‌های سرامیکی خنک کننده حتی می‌توانند با رنگ لایه‌ای اضافه شوند در حالی که خواص ضد گرما خود را حفظ می‌کنند.

پروفسور Tso و محققان دانشگاه شهر هنگ کنگ در آزمایش خود دریافتند که استفاده از کاشی‌های سرامیکی خنک کننده خود بر روی سقف خانه می‌تواند بیش از ۲۰ درصد برق را برای خنک سازی فضا به دست آورد، که پتانسیل بزرگ سرامیک خنک کننده را در کاهش وابستگی مردم به استراتژی‌های خنک کننده فعال سنتی تأیید می‌کند و راه حلی پایدار برای جلوگیری از اضافه بار شبکه برق، انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و جزایر گرما شهری فراهم می‌کند.
محققان دانشگاه شهر هنگ کنگ می‌گویند که می‌توان رنگ دیگری را روی کاشی‌های سرامیکی خنک کننده خود اضافه کرد.

محققان همچنین ادعا می‌کنند که کاشی‌های سرامیکی خنک کننده آن‌ها می‌توانند برای مدت طولانی در شرایط بیرونی مقاومت کنند تا به دلیل آب و هوا، مواد شیمیایی یا فرسایش به راحتی تخریب نشوند. اگر این کاشی‌ها با دمای بسیار بالا مواجه شوند، فوق العاده هیدروفیلی می‌شوند، به این معنی که قطرات آب بلافاصله روی سطح آن‌ها پخش می‌شوند و هنوز هم توانایی خود را برای خنک کردن سطح حفظ می‌کنند. به دلیل ساختار متخلخل آن‌ها، این کاشی‌ها به سرعت قطرات آب را نیز جذب می‌کنند که برای اثر خنک کننده سریع مفید است.

از زمان انتشار این داستان، پروفسور تسو می‌گوید که محققان قصد دارند استراتژی‌های مدیریت حرارتی منفعل را بر اساس یافته‌های مطالعه خود پیش ببرند. آن‌ها قصد دارند کاربرد کاشی‌های سرامیکی خنک کننده خود را در چندین سطح و صنایع بررسی کنند و ببینند آیا می‌توانند بهره وری انرژی را بهبود بخشند، پایداری را ترویج دهند و دسترسی و کاربرد فن آوری‌های خنک کننده تابشی منفعل را در بخش‌های مختلف از جمله منسوجات، سیستم‌های انرژی و حمل و نقل افزایش دهند.

انتهای پیام/