السيراميك الجديد يبرد الجدران بشكل سلبي

اكتشف الباحثون مادة سيراميكية جديدة للتبريد الإشعاعي السلبي (PRC) مصممة لزيادة كفاءة استخدام الطاقة في صناعة البناء، مما يوفر أداة واعدة في مكافحة ظاهرة الاحتباس الحراري. ونشرت المادة الجديدة في مجلة العلوم .

ابتكر الباحثون في جامعة سيتي في هونغ كونغ (CityU) مادة جديدة تسمى سيراميك التبريد.

وفقًا للبيان الرسمي، أظهرت المادة المطورة حديثًا "خصائص بصرية عالية الأداء لتوليد التبريد بدون طاقة خارجية وبدون مبردات". باختصار، إنه سيراميك عاكس للغاية يعتمد على استخدام مواد غير مكلفة، ولكن مع خصائص متانة معينة.

"يحقق السيراميك المبرد الخاص بنا خصائص بصرية متقدمة ويتمتع بقابلية تطبيق قوية. يعد اللون ومقاومة العوامل الجوية والمتانة الميكانيكية والقدرة على تقليل تأثير ليدنفروست - وهي ظاهرة تمنع انتقال الحرارة وتجعل تبريد السوائل على السطح الساخن غير فعال - من الخصائص الأساسية التي تضمن الطبيعة المتينة والمتعددة الاستخدامات للتبريد وقال إدوين تسو تشي يان، الأستاذ المشارك في الجامعة وأحد مؤلفي الورقة: "السيراميك".

مادة فريدة حقا

تسلط الدراسة الضوء على أن القوة الأساسية والتفرد لهذه المادة يأتي من "بنيتها المسامية الهرمية".

هذا الهيكل سهل البناء باستخدام عناصر غير عضوية عادية مثل الألومينا. يتكون الإجراء من مرحلتين أساسيتين: مرحلة الانقلاب والتلبيد. والجدير بالذكر أن هذه التقنية لا تتطلب معدات معقدة أو مكونات باهظة الثمن، مما يجعل إنتاج سيراميك المبرد على نطاق واسع أكثر عملية وقابلة للتحقيق.

بالإضافة إلى ذلك، يقلل السيراميك المبرد من امتصاص ضوء الشمس بسبب فجوة الألومينا العالية.

"إن سيراميك التبريد مصنوع من الألومينا، الذي يوفر المقاومة المطلوبة للأشعة فوق البنفسجية، وهي مشكلة نموذجية في معظم تصميمات جمهورية الصين الشعبية القائمة على البوليمر. علاوة على ذلك، فهو يتمتع بمقاومة استثنائية للحريق، حيث يتحمل درجات حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية، والتي تتجاوز قدرات معظم مواد جمهورية الصين الشعبية القائمة على البوليمر أو المعدن. جميع الميزات مرحب بها للغاية على مستوى المبنى.

أضاف الباحثون أيضًا خاصيتين إضافيتين إلى المادة لتحسين كفاءتها الإجمالية. السمة الأولى اكتسبتها الحشرات الساطعة بشكل غير عادي المعروفة باسم خنافس Cyphochilus، في حين أن السمة الثانية تعتمد على تشتت مي، وهي ظاهرة تشتت فيها الجسيمات الضوء.

كان سيراميك التبريد قادرًا على تشتيت جميع الأطوال الموجية لضوء الشمس تقريبًا، وتكرار السطوع الطبيعي لهذه الخنافس وتحسين البنية المسامية بناءً على مبدأ التشتت هذا.

وكانت النتيجة انعكاسًا استثنائيًا للشمس بنسبة 99.6%، وهي واحدة من أعلى القيم التي تم قياسها على الإطلاق. ومن المثير للاهتمام أن الصفات البصرية المحسنة تتجاوز قدرات المواد الخزفية المتوفرة حاليًا في السوق.

علاوة على ذلك، يعمل سيراميك التبريد بشكل جيد في مختلف الظروف الجوية ويظهر الاستقرار الكيميائي والقوة الميكانيكية الرائعة، مما يجعله مناسبًا للاستخدام الخارجي المكثف.

"أظهرت تجربتنا أنه من خلال تطبيق سيراميك التبريد على سطح المنزل يمكن الحصول على أكثر من 20٪ من الكهرباء لتبريد المساحة، مما يؤكد الإمكانات الكبيرة لسيراميك التبريد في تقليل الاعتماد على استراتيجيات التبريد النشطة التقليدية ويوفر حلاً مستدامًا وقال البروفيسور تسو: "لتجنب التحميل الزائد على شبكة الكهرباء وانبعاثات الغازات الدفيئة وجزر الحرارة الحضرية".

إن تكلفته المنخفضة ومتانته تجعله مرشحًا ممتازًا للتسويق في مجموعة متنوعة من التطبيقات، وخاصة البناء، في المستقبل القريب.

تمثل هذه التكنولوجيا تقدمًا كبيرًا في البحث عن طرق بناء مستدامة وصديقة للبيئة.

ومع ارتفاع درجات الحرارة العالمية، تزداد الحاجة أيضًا إلى أنظمة التبريد، مما يساهم في تغير المناخ. توفر المواد المستدامة حلاً لهذه الحاجة المتزايدة دون تفاقم المشكلة.

المقال السيراميك الجديد يبرد الجدران بشكل سلبي يأتي من السيناريوهات الاقتصادية .