ساخت شیشه‌ای که گرما و سرمای محیط را تنظیم می‌کند

دانشمندان موفق به ساخت شیشه‌ای شده اند که با گرما و سرمای محیط تطبیق پیدا می‌کند و مصرف انرژی را کاهش می‌دهد.

یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی به سرپرستی دانشمندان دانشگاه فناوری نانیانگ در سنگاپور ماده‌ای ابداع کرده‌اند که وقتی روی یک پنل شیشه‌ای پوشانده می‌شود، می‌تواند به طور موثر خود را با گرم یا سرد شدن اتاق‌ها در مناطق مختلف آب‌وهوایی در جهان تطبیق دهد و به کاهش مصرف انرژی کمک کند.

این شیشه که در نوع خود بی سابقه است، به طور خودکار به تغییر دما با تغییر بین گرمایش و سرمایش واکنش نشان می‌دهد. این شیشه خود تطبیقی، با استفاده از لایه‌های کامپوزیت نانوذرات دی اکسید وانادیم ساخته شده است تا ساختار منحصر به فردی را تشکیل دهد که می‌تواند گرمایش و سرمایش را به طور همزمان تعدیل کند. این روند با بهره‌برداری از طیف‌های نور که گرمایش و سرمایش هستند انجام می‌شود.

در طول تابستان این شیشه، مانع گرمایش خورشیدی می‌شود و از طرف دیگر دریافت نور مادون قرمز با موج بلند را افزایش می‌دهد. این اتفاق یک پدیده طبیعی است که در آن گرما از سطوح منعکس می‌شود تا اتاق خنک شود. در زمستان این فرایند به صورت معکوس اتفاق میفتد. پنجره‌ها یکی از اجزای کلیدی در طراحی ساختمان هستند. بر اساس داده‌های موجود از وزارت انرژی آمریکا، تنها در این کشور، افزایش مصرف انرژی مرتبط با پنجره‌ها (گرمایش و سرمایش) در ساختمان‌ها حدود چهار درصد از کل مصرف انرژی در هر سال تشکیل می‌دهد.

صرفه جویی ده درصدی در مصرف سالیانه انرژی

اگرچه دانشمندان در زمینه‌های دیگر نوآوری‌هایی را برای کاهش مصرف انرژی توسعه داده‌اند، اما هیچ یک از این راه‌حل‌ها تاکنون قادر به تعدیل حرارت، گرمایش و همینطور سرما نبوده‌اند.

صرفه جویی در انرژی

تیم تحقیقاتی دانشگاه فناوری نانیانگ بر این باور است که نوآوری آن‌ها راه مناسبی برای صرفه‌جویی در انرژی در ساختمان‌ها ارائه می‌دهد، چراکه برای ارائه بهترین عملکرد به هیچ جزء متحرک و یا مکانیسم‌های الکتریکی نیازی ندارد. برای اثبات این فناوری، دانشمندان عملکرد صرفه‌جویی در مصرف انرژی این اختراع را با استفاده از شبیه‌سازی داده‌های آب و هوایی که تمام نقاط پرجمعیت کره زمین (هفت منطقه آب و هوایی) را پوشش می‌دهد، آزمایش کردند.

این گروه تحقیقاتی متوجه شدند شیشه تولید شده آن‌ها با صرفه‌جویی در انرژی تا ۹.۵ درصد یا ۳۳۰ هزار کیلووات ساعت در سال، در فصول سرد و گرم مصرف انرژی را کاهش می‌دهد. نتایج این آزمایش در مقایسه با شیشه‌های تجاری که در مکان‌های مختلف استفاده می‌شوند، برآورد شده است.