خبر کامل
ابداع سیمان خنک‌کننده برای کاهش دمای ساختمان‌ها بدون نیاز به تهویه مطبوع
با افزایش دمای جهانی و نیاز روزافزون به راه‌حل‌های پایدار برای خنک‌سازی ساختمان‌ها، دانشمندان به دنبال نوآوری‌هایی هستند که مصرف انرژی را به حداقل برسانند. سیمان معمولی با جذب تابش فروسرخ خورشید، گرما را در خود ذخیره کرده و باعث افزایش دمای داخلی ساختمان‌ها و محیط اطراف می‌شود. اما اکنون، پژوهشگران دانشگاه پردو سیمانی انقلابی ابداع کرده‌اند که با بازتاب نور خورشید و انتشار گرما، می‌تواند ساختمان‌ها را بدون نیاز به سیستم‌های تهویه مطبوع، خنک نگه دارد.
سیمانی که مانند آینه و رادیاتور عمل می‌کند
فِنگ‌یین دو و تیمش در دانشگاه پردو، سیمانی طراحی کرده‌اند که در سطح آن بلورهای ریز و بازتابنده‌ای از ماده معدنی اترینگیت جمع می‌شوند. این ساختار منحصربه‌فرد به سیمان اجازه می‌دهد تا نور فروسرخ را به جای جذب، از سطح خود منتشر کند و گرما را به سرعت از دست بدهد.
دو می‌گوید: «این سیمان مانند آینه و رادیاتور عمل می‌کند، بنابراین می‌تواند نور خورشید را بازتاب دهد و گرما را به آسمان بفرستد تا ساختمان بدون نیاز به تهویه مطبوع یا برق خنک بماند.»
فرایند تولید و ویژگی‌های منحصربه‌فرد
تولید این سیمان خنک‌کننده شامل مراحل زیر است:
- تولید گلوله‌های معدنی: ابتدا گلوله‌های کوچکی از مواد معدنی رایج مانند سنگ آهک و گچ ساخته می‌شوند.
- تبدیل به پودر و مخلوط با آب: این گلوله‌ها به پودر تبدیل شده و با آب مخلوط می‌شوند.
- قالب‌گیری و ایجاد فرورفتگی: مخلوط در قالب‌های سیلیکونی دارای سوراخ‌های کوچک ریخته می‌شود. حباب‌های هوا از این سوراخ‌ها عبور کرده و فرورفتگی‌های کوچکی روی سطح سیمان ایجاد می‌کنند.
- رشد بلورهای اترینگیت: بلورهای بازتابنده اترینگیت در این فرورفتگی‌ها رشد می‌کنند. اترینگیت نوعی کانی است که محصول هیدراسیون سیمان در حضور هیدروکسید کلسیم است.
- ژل غنی از آلومینیوم: ژل غنی از آلومینیوم در سیمان سخت‌شده، امکان عبور نور فروسرخ از ماده را فراهم می‌کند.
این فرایند تولید نه تنها به راحتی قابل گسترش است، بلکه سیمان تولید شده را ۵ دلار به ازای هر تن ارزان‌تر از سیمان پرتلند معمولی می‌کند، زیرا در دماهای پایین‌تر تولید می‌شود.
نتایج آزمایش‌ها و دیدگاه کارشناسان
تیم پژوهشی دانشگاه پردو، سیمان خود را روی یک سقف گرم در پردیس دانشگاه آزمایش کردند. نتایج نشان داد که دمای سطح این سیمان ۵.۴ درجه سانتی‌گراد کمتر از دمای هوا و ۲۶ درجه سانتی‌گراد کمتر از سیمان پرتلند بود.
اسکار بروس از کالج دانشگاهی لندن این ماده را «مفید» توصیف می‌کند و می‌گوید: «شما ظرفیت بازتاب را افزایش می‌دهید و همچنین انتشار گرما را بیشتر می‌کنید، بنابراین هرچقدر انرژی که به ماده منتقل یا جذب می‌شود، به طور مؤثر دوباره منتشر می‌شود.»
با این حال، بروس تأکید می‌کند که برای ارزیابی عملکرد واقعی این سیمان در دنیای واقعی، آزمایش‌های بیشتری لازم است. او خاطرنشان می‌کند که خنک‌تر بودن سطح به معنای کاهش مستقیم دمای هوای اطراف نیست و اثر آن در مقیاس محلی ممکن است محدود باشد.
این پژوهش در ژورنال معتبر Science Advances منتشر شده است.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
