نانوذرات خنک‌کننده

نانوذرات خنک‌کننده

کد خبر:۶۰۷۱۷۷

تاریخ انتشار: ۳۱ سپتامبر ۲۰۱۷

نانوذرات خنک‌کننده

نشستن در یک ماشین در روزهای گرم تابستان و احساس سوزانندگی آفتاب تجربه‌ای است که اکثر افراد آن را تجربه کرده‌اند و حقیقتی است که درستی آن نیاز به اثبات ندارد. با این حال، در مشارکتی میان آزمایشگاه‌های ملی ساندیا و سانتافه نیومکزیکو، قرار است این حقیقت به‌زودی به چالش کشیده شود. آن‌ها به‌ کمک همدیگر ذرات به اندازه نانو را به نحوی تغییر می‌دهند که گرما و اشعه مادون قرمز را منعکس می‌کنند.

پائول سلم، یکی از اعضای گروه تحقیقاتی فیلم‌هایی را که ۵۰ برابر نازک‌تر از موی انسان است را مطالعه می‌کند و این فیلم‌ها وابسته به درجه حرارت، از حالت عایق که مانع الکتریسیته می‌شود به فلزاتی تغییر می‌کنند که هادی الکتریسیته هستند. سلم پس از آشنایی با فردی به نام ویلیام کورتز، به دنبال امکان استفاده از این موارد در الکترونیک بود. او و کورتز در پارک تکنولوژی سانتا فه دیدار کردند و راجع به نیاز به ساخت پنجره‌هایی که می‌توانند به‌صورت خودکار گرما را در فصل‌های زمستان در داخل نگاه دارد و در تابستان گرما در خارج باقی بماند گفت‌و‌گو کردند.

برخی مواد مانند فویل‌های آلومینیومی منعکس‌کننده نور و گرما می‌باشند. مواد دیگر مانند شیشه‌ها و پلاستیک‌ها شفاف‌اند و نور را عبور می‌دهند. برخی مواد نادر وابسته به دما می‎توانند ترکیبی از دو نوع قبلی باشند. وانادیوم‌دی‌اکسید یکی از این مواد نادر است.

درواقع وانادیوم‌دی‌اکسید یک ماده ترموکرومیک است و انتقال نوری خود را با درجه حرارت تغییر می‌دهد و در دماهای کمتر نسبت به نور فروسرخ شفاف است. هنگامی‌که گرم می‌شود ماده‌ای متالیک می‌شود و نور فروسرخ را منعکس می‌کند. جابه‌جایی پویایی که بین شفاف شدن برای اشعه‌های فرو سرخ و انعکاس آن وجود دارد.

ماده وانادیوم‌دی‌اکسید به‌جای این‌که مانند مواد الکتروکرومیک با اعمال الکتریسیته تغییر کنند با دما تغییر می‌کنند. شیشه‌های الکتروکرومیک با سرعت زیادی در صنعت شیشه در حال رشد هستند، اما با این حال گران‌قیمت هستند. در این میان مواد ترموکرومیک به دلیل وابستگی به دمای محیط از نظر علمی و تجاری جذاب‌تر هستند.

نانوذرات قابل تنظیم و بازتابنده

با کمک‌های مختلف مالی، گروهی از محققان شامل سلم ، سالیان زیادی برای ساخت فیلم­های پلیمری و نانوذرات ترموکرومیک تلاش کردند.

نلسون بل مسئول طراحی و اجرای یک فرآیند چند مرحله­ای برای ساخت نانوذرات بود. او همچنین بهترین راه برای پخش نانوذرات در یک اسپری رنگ را تعیین کرد.

به گفته کورتز و سلم، بزرگترین چالش در این پروژه یافتن راهی برای ساخت نانوذرات در مقادیر زیاد است که برای ساخت محصولات تجاری نیاز است.

به علاوه، تیم بر روی چگونگی تنظیم دمای سوییچ شدن کار کرد. برای مثال شاید دمای ۷۸ درجه فارنهایت برای منعکس کردن گرما در شیشه‌های خودروها مناسب باشد و برای کاربرد دیگر دمای دیگری نیاز باشد. با تدوین دستورالعمل و اضافه کردن مقدار کمی از فلزات مختلف، تیم موفق به ساخت نانوذراتی شدکه می توانند در هر دمایی از ۲۰۰ درجه فارنهایت به منهای ۴۰ درجه فارنهایت تغییر کنند.

این چنین پیشرفت‌هایی با امکان تجاری شدن تغییرات زیادی را در صنایع مختلف به وجود خواهد آورد.

 

 

منبع:

https://www.rdmag.com/news/2017/08/beating-heat-nanoparticle-films

More from ناهید عزیزی

گیاه اسفناج و شناسایی مواد شیمیایی در علم بیونیک

کد خبر: ۶۰۴۲۷۳   گیاه اسفناج و شناسایی  مواد شیمیایی در علم...
مشاهده مطلب

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *