مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

38 خبر
  • منتدى الشرق الاقتصادي في فلاديفوستوك
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • حرب الخليج
  • منتدى الشرق الاقتصادي في فلاديفوستوك

    منتدى الشرق الاقتصادي في فلاديفوستوك

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • حرب الخليج

    حرب الخليج

  • رياضة

    رياضة

  • 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

بقايا "صاروخ أمريكي" تفضح مجزرة في إيران وقاليباف يصف واشنطن بـ"الشيطان الأكبر" (صور)

إيران تكشف الأهداف التي قصفتها في دول عربية

المرحلة الفعلية بدأت.. وزارة الدفاع السعودية تصدر بيانا بخصوص "التحالف البحري الدفاعي"

الوكالة الدولية للطاقة الذرية: إيران قادرة على إنتاج عدة أسلحة نووية وترفض التعاون مع المفتشين

نتنياهو من داخل غزة: لن ننسحب ونسيطر على 60% من القطاع

إيران: ترامب لم يعد راغبا في ضرب إيران والمواجهة طويلة حتى رحيله من منصبه

وزارة الصحة الإيرانية تعلن عدد القتلى والجرحى في القصف الأمريكي الأخير

السفير الروسي: ألمانيا لا تملك أدلة مادية على تورطنا في حادثة لايبزيغ

اصطدام ناقلتي نفط بالألغام حاولتا عبور الجانب العماني من مضيق هرمز

روبيو: واشنطن بحاجة للتواصل مع موسكو باعتبارها ثاني قوة نووية في العالم

"NBC": واشنطن تحقق في ملابسات الضربة التي استهدفت حفل زفاف في إيران

سوريا.. لا مكان لمقاتلات "حماية المرأة" في الجيش ومباحثات لدمجهن في الداخلية

سوريا.. تطوي نووي نظام الأسد و73 طنا من اليورانيوم تحت ضمانات الوكالة الدولية

ترامب يعرب عن تطلعه لقمة جديدة مع بوتين بعد انتهاء النزاع الأوكراني

بوتين: الجيش الروسي تلقى أوامر بشن ضربات انتقامية واسعة النطاق ضد البنية التحتية للطاقة الأوكرانية

إيران.. مقتل 7 عناصر في الحرس الثوري والباسيج بضربة أمريكية

روبيو: ويتكوف وكوشنر يركزان بالكامل على مفاوضات السلام.. والعالم في مرحلة انتقالية

وكالة "مهر": تم اختبار منظومة الدفاع الجوي الجديدة لأول مرة بنجاح وتمكنت من إسقاط مسيرة أمريكية

الحرس الثوري: نفذنا هجوما صاروخيا ومسيّرا على القواعد الأمريكية في أربيل وقتلنا عددا من المعتدين