صمم علماء في جامعة ستانفورد طلاءً جديدًا قد يساعدنا على تقليل اعتمادنا المتزايد على مكيفات الهواء وأجهزة التدفئة.
يأتي هذا الطلاء في مجموعة من الألوان، وإذا استُخدم استخدامًا صحيحًا، قد يخفض بدرجة كبيرة من فواتير الكهرباء، ومن الانبعاثات.
يعكس هذا الطلاء حتى 80% من الأشعة تحت الحمراء المتوسطة من الشمس، وهذا أكثر بعشر مرات من الدهانات الملونة التقليدية.
عادةً ما يُمتص ضوء الأشعة تحت الحمراء في صورة حرارة على أسطح المباني.
عند استخدام الطلاء الجديد على السطح الخارجي للمبنى، فإنه يطرد الحرارة، وقد يُستخدم في الداخل للحفاظ على الحرارة.
على هذا، يقول مطورو الطلاء إنه يوفر حلًا لتوفير الطاقة على مدار العام، وقد يُستخدم في مجموعة متنوعة من حالات المناخ.
عند اختباره في ظروف اصطناعية لجو دافئ، قلل الطلاء من كمية الطاقة اللازمة لتبريد المساحة المغلقة بنسبة 21% تقريبًا.
أما عند اختباره في ظروف اصطناعية لجو بارد، فقد قلل الطاقة اللازمة لتدفئة المكان بنسبة 36%.
يُقدر الباحثون توفير الطلاء نسبة 7.4% من الطاقة اللازمة لتدفئة مبنى سكني متوسط الارتفاع، في جميع أنحاء المبنى بالكامل، أو تهويته أو تبريده.
هذا ليس بالأمر الهين، خاصةً أن المباني في الولايات المتحدة تساهم بنحو 40% من إجمالي استهلاك الطاقة في البلاد، والكثير من ذلك مخصص للتدفئة والتهوية ومكيفات الهواء.
أصبحت درجات الحرارة القصوى في جميع أنحاء العالم أعلى وأكثر تواترًا مع تغير المناخ، وتظل مكيفات الهواء هي الطريقة الأولى للتغلب على الحرارة في كثير من الحالات.
تشير بعض التقديرات إلى أنه بحلول عام 2025، سيمتلك ثلثا منازل العالم مكيفات هواء. مع أن هذه الأجهزة قد تنقذ الأرواح بلا شك، فإنها ليست الطريقة الأرخص ولا الأقل ضررًا للبيئة لتبريد المنازل، إذ تساهم في الانبعاثات الكربونية وتلوث الهواء، ومن ثم تعريض الأرواح للخطر.
تساعد الدهانات والطلاءات الزجاجية الأخرى على عكس ضوء الأشعة تحت الحمراء المتوسطة، لكن هذا الإصدار الجديد من جامعة ستانفورد ليس فقط أبيض نقيًا أو فضيًا.
إذ تشمل ألوانه المتنوعة الأبيض والأزرق والأحمر والأصفر والأخضر والبرتقالي والأرجواني والرمادي الداكن.
وقد يظهر قوس قزح لأن الطلاء الجديد يتكون من طبقتين يُطبقان على التوالي.
الأولى هي الطبقة السفلية العاكسة، التي تحتوي على رقائق الألمنيوم الفضية، والثانية هي طبقة علوية شفافة تعمل بالأشعة تحت الحمراء، وتحتوي على جسيمات نانوية ملونة غير عضوية.
أُنشئ هذا التصميم ذو الطبقة المزدوجة سابقًا ليعكس أطوال موجية أخرى من الأشعة تحت الحمراء، لذا فإنه لا يُعد ابتكارًا حديثًا تمامًا، وإن كان فعالًا للغاية.
كتب الباحثون: «تتعدد استخدامات الطلاء إلى جانب إمكانية تطبيقه على أسطح متنوعة من مختلف الأشكال والمواد، ما يجعلها مفيدة على نطاق واسع في حالات مختلفة».
عند استخدامه على السطح الخارجي للمبنى، يمر ضوء الأشعة تحت الحمراء القادم من الشمس عبر الطبقة العليا من الطلاء، ويرتد عن الطبقة السفلية التي تشبه المرآة.
بذلك لا يمتص المبنى حرارة الشمس، وأفضل من ذلك، أن هاتين الطبقتين طاردتان للماء وتعملان في البيئات الرطبة والحارة.
يقول عالم المواد يي كوي من جامعة ستانفورد: «بالنسبة إلى كل من التدفئة وتكييفات الهواء، لابد من تقليل الطاقة والانبعاثات على مستوى العالم لتحقيق أهدافنا المتمثلة في خفض الانبعاثات، وتحظى كيفية تقليل التبادل الحراري بين أماكن المعيشة والعمل البشري والمناطق المحيطة بها بمزيد من الاهتمام، ويوجد طلب على مواد جديدة لتعزيز العزل، مثل الشرائح منخفضة الانبعاثات للنوافذ».
يواصل الفريق تحسين تقنيته، ويأمل في تسويق الطلاء مستقبلًا.
اقرأ أيضًا:
هل تفسر دراسة مكبرات الصوت والطلاء تدفقات البلازما الشمسية؟
الطلاء الأكثر بياضًا في العالم قد يساعدنا في توفير الطاقة وتقليص الاحتباس الحراري
ترجمة: ياسمين سيد نبوي
تدقيق: بشير حمّادة
مراجعة: أكرم محيي الدين
