کاهش ۵ تا ۷ درجه‌ای دمای اتاق با پوشش‌های جدید پنجره
به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از تک اکسپلور، پنجره‌ها در عین حال که نور خورشید را به فضا‌های داخلی می‌آورند، اما گرمای ناخواسته را نیز وارد می‌کنند. یک پوشش پنجره‌ای جدید، نور ماوراء بنفش و مادون قرمزِ تولید کننده گرما را مسدود می‌کند و بدون توجه به زاویه خورشید، نور مرئی را از خود عبور می‌دهد.
این پوشش را می‌توان بر روی پنجره‌های ساختمانی یا اتومبیل‌های موجود استفاده کرد و هزینه‌های دستگاه‌های تهویه مطبوع را در آب و هوای گرم بیش از یک سوم کاهش داد.
«تنگفی لو» «Tengfei Luo» مجری این تحقیقات از مرکز مطالعات انرژی دانشگاه نوتردام در آمریکا گفت: زاویه بین نور خورشید و پنجره شما همیشه در حال تغییر است، اما پوشش ابداعی ما عملکرد و کارایی خود را در هر موقعیت خورشید در آسمان، حفظ می‌کند.
پوشش‌های پنجره‌ای که در بسیاری از مطالعات اخیر مورد استفاده قرار گرفته اند، برای نوری که با زاویه ۹۰ درجه وارد اتاق می‌شود، بهینه شده اند. با این حال، در ظهر که اغلب گرم‌ترین زمان روز است پرتو‌های خورشید با زوایای اریب وارد پنجره‌های عمودی می‌شوند.
لو و همکارانش پیش از این، با چیدن لایه‌های بسیار نازک سیلیس، آلومینا و اکسید تیتانیوم بر روی یک پایه شیشه ای، پوشش شفاف پنجره‌ای ساخته بودند. آنها یک پلیمر سیلیکونی به ضخامت یک میکرومتر به این لایه‌ها اضافه کردند تا با انعکاس تشعشعات حرارتی از سوی بیرونی پنجره، قدرت خنک کنندگی سازه را افزایش دهند.
بهینه سازی اضافی ترتیب لایه‌ها برای اطمینان از اینکه این پوشش زوایای متعدد نور خورشید را در خود جای می‌دهد ضروری بود. به گفته لو، با این حال، با توجه به تعداد بسیار زیاد ترکیب‌های ممکن، رویکرد آزمون و خطا عملی نبود.
دانشمندان برای به هم ریختن لایه‌ها در یک پیکربندی بهینه که انتقال نور مرئی را به حداکثر و در عین حال عبور طول موج‌های تولید کننده گرما را به حداقل برساند، از محاسبات کوانتومی یا به طور خاص تر، تبرید کوانتومی استفاده و نتایج خود را به صورت تجربی تایید کردند.
مدل آنها، پوششی تولید کرد که هم شفافیت را حفظ می‌کرد و هم دما را بین ۵.۴ تا ۷.۲ درجه سانتیگراد در یک اتاق مدل، حتی زمانی که نور در طیف وسیعی از زوایا وارد می‌شد، کاهش داد.
لو گفت: این پوشش ابداعی مانند عینک‌های آفتابی پُلاریزه، شدت نور ورودی را کاهش می‌دهد، اما برخلاف عینک‌های آفتابی، این پوشش حتی زمانی که آن را در زوایای مختلف کج می‌کنید، شفاف و موثر باقی می‌ماند.
برنامه یادگیری فعال و محاسبات کوانتومی توسعه یافته برای ایجاد این پوشش می‌تواند برای طراحی طیف وسیعی از مواد با خواص پیچیده استفاده شود.
نتایج این تحقیقات درنشریه Cell Reports Physical Science منتشر شده است.
انتهای پیام/