مجله دانشمند آسیایی (02 فوریه 2024) — در یک مطالعه جدید، محققان دانشگاه پلی تکنیک هنگ کنگ (PolyU) و دانشگاه شهر هنگ کنگ یک سرامیک خنک کننده تابشی غیرفعال با ساختار سلسله مراتبی با بازتاب خورشیدی خیره کننده 99.6 درصد ساخته اند. این نوآوری از درخشش طبیعی الهام می گیرد سیفوچیلوس سوسکی که به خاطر سفیدی زیستی استثنایی اش شناخته شده است. این مطالعه در منتشر شد علوم پایه.
پول زیادی در سرتاسر دنیا برای خنک نگه داشتن خانه ها و ساختمان ها در زمانی که هوا گرم است خرج می شود. عناصر ساختمانی مورد استفاده در حال حاضر ظرفیت محدودی برای انعکاس گرمای خورشید دارند. این مطالعه از مشکلات فناوری‌های خنک‌کننده تابشی غیرفعال مدرن، مانند گرانی و کاربردهای محدود آنها صحبت می‌کند. این سرامیک خنک کننده جدید با جایگزین های فوتونیک پلیمری متفاوت است. دارای انتشار حرارتی بالا، مقاومت در برابر آب و هوا و استحکام مکانیکی است که می تواند آن را به یک تغییر دهنده بازی در راه حل های انرژی پایدار، به ویژه در ساخت و ساز تبدیل کند.
این مطالعه توسط پروفسور وانگ زوانکای، نویسنده اصلی این مطالعه از دانشگاه پلی تکنیک هنگ کنگ رهبری شد. او در مقاله ای که در EurekAlert منتشر شد، گفت: «کار ما روی سرامیک های خنک کننده قدرت یادگیری از طبیعت را نشان می دهد. این شکاف بزرگ در تحقیقات خنک کننده تابشی غیرفعال را پر می کند، به خصوص وقتی صحبت از بازتاب خورشیدی بالا باشد.
این سیفوچیلوس سوسک که سفیدترین سوسک شناخته شده است. با مشاهده سیستم پراکندگی در مقیاس های سوسک، محققان توانستند سرامیکی خنک کننده با ساختار متخلخل سلسله مراتبی ایجاد کنند که در طول روز بسیار خوب عمل می کند و انرژی کمتری برای خنک سازی داخلی مصرف می کند.
این سرامیک عالی نه تنها نور خورشید را منعکس می کند. همچنین اثر لیدنفراست را که گامی بزرگ به جلو در پروژه تحقیقاتی قبلی وانگ بود، مهار می کند. در دماهای بسیار بالا، اثر لیدنفراست معمولا جریان گرما را کند می کند. زره حرارتی ساختاریافته پروفسور وانگ (STA) نه تنها این مشکل را حل می کند، بلکه خنک شدن مایعات را در دماهای جامد بسیار بالا ممکن می سازد.
اثر لیدنفراست ابتدا در زمینه مواد خنک کننده تابشی غیرفعال در نظر گرفته شد. سرامیک خنک کننده به دلیل آبدوست بودن، اثر لیدنفراست را در دمای بالای 800 درجه سانتیگراد در طول فرآیند خنک سازی تبخیری متوقف می کند.
وانگ گفت: «یکی از مهم‌ترین چیزهایی که سرامیک خنک‌کننده را می‌سازد، ساختار متخلخل سلسله مراتبی آن است که شبیه غشای متخلخل مورد استفاده در طراحی STA است. سرامیک ها به دلیل ساختار پیچیده ای که دارند می توانند به طور موثر آب را جذب و تبخیر کنند، که به طور موثر اثر لیدنفراست را متوقف می کند.
این سرامیک خنک کننده بسیار مفید است زیرا می توان از طریق ساخت و دستکاری ساده به عملکردهای متعددی دست یافت. وانگ می‌گوید: «سرامیک خنک‌کننده نه تنها عملکرد خنک‌کنندگی فوق‌العاده‌ای را از طریق ساختار الهام‌گرفته از سوسک سفید از خود نشان می‌دهد، بلکه دارای ویژگی‌های ارزشمندی مانند ویژگی‌های خود تمیز شوندگی، استحکام مکانیکی قوی و کاهش اثر لیدنفراست است.
منبع: دانشگاه پلی تکنیک هنگ کنگ؛ تصویر: شلی لیو/مجله دانشمند آسیایی
این مقاله را می‌توانید در این آدرس بیابید: سرامیک‌های خنک‌کننده تشعشع منفعل با ساختار سلسله مراتبی با بازتاب خورشیدی بالا
سلب مسئولیت: این مقاله لزوماً منعکس کننده نظرات AsianScientist یا کارکنان آن نیست.