پنجره‌های خودتمیزشونده‌ای که خانه را خنک و روشن نگه می‌دارند

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیواطلس، اگرچه وجود پنجره‌های شیشه‌ای روشنایی مطلوبی برای خانه ایجاد می‌کند، اما موجب گرمای فضای داخلی شده و چشمان کنجکاو همسایه‌ها را نیز در پی دارد.

این نوآوری جدید که عنوان یک فراماده چند منظوره میکروفوتونیکی مبتنی بر پلیمر (PMMM) شناخته می‌شود، به شکل یک لایه نازک است که می‌توان آن را روی یک شیشه معمولی چسباند. این ماده ویژگی‌های منحصر به فردش را از ساختار میکروسکوپی سطح خود به دست می‌آورد، که هرم‌هایی به عرض ۱۰ میکرون روی آن حک شده است.

این هرم‌های ریز ۷۳ درصد نوری را که به آنها برخورد می‌کند را پراکنده می‌کنند که به این ماده ظاهری مات می‌دهد؛ اما با این وجود، به طور شگفت انگیزی نسبت به شیشه‌های معمولی، نور بیشتری را از خود عبور می‌دهد: ۹۵ درصد ضریب عبور نور در مقایسه با ۹۱ درصد بیشتر شیشه‌های معمولی. 

وقتی این ماده در سقف و دیوار به کار گرفته می‌شود با وجود روشن شدن فضا‌های داخلی خانه، امکان دید از بیرون وجود ندارد و محافظت از حریم خصوصی برای کار و زندگی فراهم می‌شود. 

محققان موسسه فناوری کارلسروهه می‌گویند این فرآماده نورپردازی راحت تری را نه تنها برای انسان بلکه برای گیاهان نیز فراهم می‌کند. در گلخانه ها، عبور نور زیاد می‌تواند به افزایش محصول منجر شود؛ کارایی فتوسنتر گلخانه‌های تجهیز شده با این ماده ۹ درصد بیشتر از گلخانه‌هایی بود که سقف شیشه‌ای معمولی داشتند.

جالب‌ترین ویژگی PMMM، توانایی آن در ارسال گرما به طور مستقیم به فضای بیرونی است و بنابراین اتاق را خنک نگه می‌دارد. اگرچه این ویژگی، علمی - تخیلی به نظر می‌رسد، اما یک پدیده به خوبی مطالعه شده به نام خنک کننده تابشی است که از شفاف بودن جو زمین نسبت به طول موج‌های فروسرخ بهره می‌برد.

آزمایش‌ها نشان داده است این ماده، یک اتاق را شش درجه سانتیگراد خنک‌تر از هوای محیط بیرون نگه می‌دارد.

علاوه بر این ویژگی‌های خاص، این ماده، خود تمیز شونده است. این سطح پر از اهرام ریز، لایه‌ای از هوا را در زیر هر قطره آب نگه می‌دارد، بنابراین آنها فقط می‌غلطند و گرد و غبار یا کثیفی را با خود می‌برند. از نظر فنی، این شرایط، ماده را فوق آبگریز، با زاویه تماس ۱۵۲ درجه می‌کند.

پژوهشگران می‌گویند: این ماده می‌تواند به طور همزمان استفاده از نور خورشید را در داخل خانه بهینه کند، خنک کننده غیرفعال باشد و وابستگی به تهویه مطبوع را کاهش دهد. این راه حل مقیاس پذیر است و می‌تواند به طور یکپارچه در برنامه‌های ساخت و ساز ساختمان‌های سازگار با محیط زیست و توسعه شهری ادغام شود.

نتایج این تحقیقات درنشریه Nature Communications منتشر شده است.