ساخت پوشش نانویی با تقلید از آفتاب پرست

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از تارنمای فیز، با پایان یافتن تابستان، بسیاری از خانه‌ها، تهویه مطبوع خود را خاموش کرده و بخاری‌ها را روشن می‌کنند. اما سیستم‌های گرمایش و سرمایش سنتی پرمصرف هستند و از آنجا که به طور معمول از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کنند، پایدار نیستند.

بسیاری از موجودات بیابانی سازگاری‌های تخصصی با شرایط اقلیمی گرم دارند که به آنها امکان زنده ماندن در محیط‌های سخت و با تغییر دمای شدید روزانه را می‌دهد. به عنوان مثال ناماکوا کملون (Namaqua Chameleon ) که نوعی آفتاب پرست در جنوب غربی آفریقا است، رنگ خود را برای تنظیم دمای بدن با تغییر شرایط محیط تغییر می‌دهد. این آفتاب‌پرست در گرما به رنگ خاکستری روشن می شود تا نور خورشید را منعکس و خنک شود، در صورت نیاز به گرم شدن هم به رنگ قهوه‌ای تیره می شود تا گرما را جذب کند.

این توانایی منحصر به‌فرد نمونه‌ای طبیعی از کنترل دمای منفعل است، پدیده‌ای که می‌تواند برای ایجاد ساختمان‌های با مصرف انرژی کم سازگار باشد، اما بسیاری از سیستم‌های به کار رفته در ساختمان نمی‌توانند بین رنگ‌ها مختلف سوئیچ کنند. به همین دلیل محققان پوششی ساختند که بتواند این کار را انجام دهد.

پژوهشگران برای تهیه این پوشش میکروکپسول‌های ترموکرومیک را ساختند، این کپسول‌ها در واقع میکروذراتی هستند که به همراه نوعی اتصال‌دهنده، سوسپانسیونی را تشکیل می‌دهند که می‌توان آن را به صورت اسپری روی سطح اعمال کرد. هنگامی‌که هوا تا ۶۸ درجه فارنهایت گرم شد، سطح شروع به تغییر رنگ از تیره به خاکستری روشن کرد. پس از رسیدن به ۸۶ درجه فارنهایت، فیلم با رنگ روشن تا ۹۳ درصد از تابش خورشید را منعکس کرد. حتی وقتی ساختمان بالاتر از ۱۷۵ درجه برای یک روز کامل گرم شود، این مواد هیچ نشانه‌ای از آسیب نشان نمی‌دهند.

در زمستان، این پوشش جدید کمی گرمتر از سیستم خنک‌کننده تابشی منفعل رایج بود، در تابستان، این پوشش جدید به طور قابل توجهی خنک‌تر از کاشی‌های رنگ سفید بود. در طول بهار و پاییز، این پوشش می‌تواند با تغییر دمای بسیار پرنوسان سازگار باشد و در طول روز از گرمایش به سرمایش تغییر کند.

محققان معتقدند: این سیستم تغییر رنگ می‌تواند انرژی قابل توجهی را برای مناطقی که چندین فصل را تجربه می‌کنند، صرفه‌جویی کند، در حالی که هم ارزان و هم تولید آن آسان است.