مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

31 خبر
  • هدنة وحصار المضيق
  • نبض الملاعب
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • هدنة وحصار المضيق

    هدنة وحصار المضيق

  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • لبنان تحت النيران الإسرائيلية

    لبنان تحت النيران الإسرائيلية

  • فيديوهات

    فيديوهات

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.

علماء يطورون "نافذة ذكية" تمتص الحرارة شتاء وتعكسها صيفا

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.

ويمكن تعديل المادة بحيث، على سبيل المثال، تعمل 30% من المادة على إبعاد الحرارة بينما يقوم 70% منها على امتصاصها وإطلاقها، ما يسمح بتحكم أكثر دقة في درجة الحرارة، كما هو الحال خلال الربيع والخريف.

ويقدر العلماء أن استخدام هذه النوافذ، بما في ذلك الطاقة اللازمة للتحكم في الزجاج، سيوفر 20 إلى 34% من استخدام الطاقة سنويا مقارنة بالنوافذ المزدوجة التي توجد عادة في المنازل.

وعادة ما يتم "ضبط" الخصائص الحرارية والبصرية للنوافذ الحالية في طلاء الزجاج كجزء من عملية التصنيع.

ويسمح الزجاج ذو خاصية الانعكاس الأعلى أو طلاء التحكم في الطاقة الشمسية بدخول ضوء طبيعي أقل بشكل ملحوظ والعكس صحيح.

ومن أجل إنشاء نماذجهم الأولية واختبارها، عمل الباحثون مع شركة Bodle Technologies التابعة لجامعة أكسفورد.

المصدر: ديلي ميل

التعليقات

عضو الكونغرس الأمريكي الديمقراطي يعلن استقالته بعد تسريب فيديو حميمي (فيديو)

"ذا أتلانتيك" تكشف عن موعد محتمل لانعقاد الجولة الثانية من المحادثات الإيرانية الأمريكية

لحظة بلحظة.. حصار بحري أمريكي يقابله تهديد إيراني بالتصعيد

فانس: حققنا أهدافنا ويمكننا بدء إنهاء الصراع مع إيران تدريجيا والمحادثات لم تسر بشكل سيئ

مسؤول إيراني: أي مدمرة تحاول فرض حصار في مضيق هرمز ستغرق

ناقلة نفط خاضعة للعقوبات الأمريكية تكسر حصار ترامب على مضيق هرمز (فيديو)

رئيس الصين يطرح أمام الإمارات 4 مقترحات للحفاظ على السلام في الشرق الأوسط

فيدان: نحن بصدد مواجهة بؤرة أزمات كبرى في سوريا وإسرائيل تنوي إعلاننا عدوا لها

لحظة بلحظة.. جبهة لبنان تترقب محادثات واشنطن وميدان الجنوب يشتعل

فانس ينتقد البابا ليو الرابع عشر: الأفضل للفاتيكان الاهتمام بقضايا الأخلاق والكنيسة الكاثوليكية

أول مفاوضات مباشرة بين لبنان وإسرائيل في واشنطن.. "سيادتنا مقابل أمنكم" ورفض لبناني لبيان مشترك

صورة بالأقمار الاصطناعية لآثار قصف على قاعدة جوية إيرانية تحت الأرض

ما هي الأمور التي يجب أن نعرفها حول حصار أمريكا للموانئ الإيرانية؟

هل تقوض الحرب الإيرانية قدرة أمريكا على بسط نفوذها في الشرق الأوسط؟