عاجل:

علماء يطورون 'نافذة ذكية' تمتص الحرارة شتاء وتعكسها صيفا

الأربعاء ٠٩ فبراير ٢٠٢٢
٠٥:٢٥ بتوقيت غرينتش
علماء يطورون 'نافذة ذكية' تمتص الحرارة شتاء وتعكسها صيفا طور العلماء نموذجا أوليا لنافذة ذات خصائص امتصاص قابلة للتحويل، بحيث يمكن ضبطها لحصد الحرارة في الشتاء وعكسها في الصيف.

العالم- منوعات

ويحتوي الزجاج الجديد على طلاء طيفي منخفض الانبعاثية يستخدم مادة متغيرة الطور للتحكم في كمية الحرارة التي تدخل الغرفة من النافذة، دون التأثير على جودة الضوء.

ويمتص الزجاج الطاقة الحرارية من أشعة الشمس تحت الحمراء ويعيد انبعاثها كحرارة، إما لتستخدم لتدفئة الغرفة باستخدام سخانات كهربائية شفافة في الركيزة الزجاجية أو تنعكس بعيدا لتبريد الغرفة.

وابتكر العلماء في جامعة بيتسبرغ "تقنية الزجاج الذكي" الرقيقة للغاية التي يمكن أن تغطي النوافذ الموجودة في المنزل، لتمتص الحرارة في الشتاء وتعكسها في الصيف، كبديل موفر للطاقة للتدفئة المركزية وتكييف الهواء.

وتشير الدراسة إلى أن التقنية الجديدة مصنوعة من "كومة بصرية" من المركبات الكيميائية، بحيث يمكن للزجاج أن يغير ترتيبه الذري إما ليعكس أو ليمتص الضوء من الشمس حسب الفصول.

وتُمتص الطاقة الحرارية من أشعة الشمس تحت الحمراء ويعاد انبعاثها كحرارة في الغرفة خلال الشتاء، أو تنعكس بعيدا لتبريد الغرف في الصيف.

وإذا وقع تسويقها، يمكن لتقنية "النافذة الذكية" أن تقلل من استخدام الطاقة في المنزل العادي بنسبة تصل إلى الثلث، وفقا للخبراء.

ويصف الفريق "النافذة الذكية" بأنها "فعالة" و"ممتعة من الناحية الجمالية" وضرورية للتبني الناجح للتكنولوجيا الخضراء في مواجهة تغير المناخ.

وقال مؤلف الدراسة ناثان يونغبلود، الأستاذ المساعد في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في جامعة بيتسبرغ: "يتمثل الابتكار الرئيسي في أن هذه النوافذ يمكن أن تتغير وفقا للاحتياجات الموسمية. إنها تمتص الأشعة تحت الحمراء القريبة من الشمس في الشتاء وتحولها إلى حرارة داخل المبنى. وفي أشهر الصيف، يمكن أن تنعكس الشمس بدلا من امتصاصها".

ويتكون الزجاج الجديد من كومة ضوئية من المواد التي يقل سمكها عن 300 نانومتر، مع طبقة نشطة رقيقة جدا مصنوعة من مواد "تغير الطور" التي يمكنها امتصاص الأطوال الموجية غير المرئية لضوء الشمس وتنبعث منها كحرارة. ويمكن "تبديل" هذه المادة نفسها بحيث تُبعد تلك الأطوال الموجية للضوء بدلا من ذلك.

ويوضح يونغبلود: "الأهم من ذلك، أن الضوء المرئي ينتقل بشكل متماثل تقريبا في كلتا الحالتين، لذلك لن تلاحظ التغيير في النافذة. وهذا الاعتبار الجمالي أمر بالغ الأهمية لاعتماد التقنيات الخضراء (الصديقة للبيئة)".

يعمل التزجيج (عملية تحويل المادة إلى مادة صلبة) عن طريق التحول من ترتيب "غير متبلور" للذرات إلى "ترتيب متبلور"، عند تطبيق الحرارة.

وفي الترتيب غير المتبلور، يقع ترتيب الذرات بشكل غير منتظم تماما، لكن التبديل إلى الترتيب المتبلور لذراتها يجعل الذرات تتجمع بشكل أكثر إحكاما، ما يسمح لها بعكس الحرارة بعيدا.

ويقع تشغيل التبديل في جزء من الثانية بواسطة "سخان شفاف" وهو جزء من الزجاج متعدد الطبقات.

وعندما يكون الجو باردا، يتم حصاد الأشعة تحت الحمراء من ضوء الشمس وتحويلها إلى حرارة المبنى لخفض تكاليف التدفئة.

وإذا كان الجو دافئا، يمكن للزجاج الجديد تبديل حالته لعكس الحرارة وتقليل الحاجة إلى تكييف الهواء.

0% ...

آخرالاخبار

غارة من مسيّرة إسرائيلية استهدفت النبطية الفوقا


مؤسسة كبلر: دخلت أربع سفن إلى الخليج الفارسي بينما خرجت سفينة واحدة عبر مزيج من المسارات الإيرانية والعُمانية


مؤسسة كبلر: سُجّلت يوم الاثنين 5 عمليات عبور مؤكدة فقط عبر مضيق هرمز بانخفاض نسبته 50% مقارنةً بـ10 عمليات عبور في اليوم السابق


الرئيس الايراني يغادر بيشكيك عائدا الى طهران بعد مشاركته في قمة منظمة شنغهاي للتعاون


الرئيس بزشكيان يلتقي غوتيريش ويؤكد: قمة شنغهاي كانت مثمرة جدا


واشنطن بوست: تصاعد الضغوط داخل أميركا على الرئيس ترامب بشأن الحرب مع إيران


واشنطن بوست: الحرب على إيران أثّرت في الجاهزية العسكرية للجيش الأمريكي


أسيرات فلسطين خلف القضبان يواجهن المرض والقمع والاستعراض


واشنطن بوست: الحرب على إيران بدأت من دون مراجعة أو تدقيق كاف


واشنطن بوست:  تكتمت الإدارة الأمريكية على التكلفة الحقيقية للحرب مع إيران