تطوير طلاء يتحول من وضع التدفئة إلى وضع التبريد دون تكاليف

يعرف الطلاء ثورة هادئة تستهدف الرفع من فاعليته في تحقيق أهداف مختلفة، سواء في مجال السيارات أو البنايات أو غيرهما من مجالات استعمال الطلاء.

وبعد الطلاء المكيف للمنازل، والطلاء المحارب للمكروبات، جاء الدور على طلاء طوره علماء صينيون بمقدوره التحول من وضع التدفئة إلى وضع التبريد ودون تكاليف وباستمرار.

طلاء يعتمد أكسيد الفاناديوم (VO2)

حسب وكالة أنباء شينخو، أشارت مقالة بحثية نُشرت مؤخراً، إلى تطوير نوع جديد من المواد التي يمكنها امتصاص الحرارة من الشمس خلال النهار، لتنبعث منها الطاقة إلى الفضاء الخارجي لحصاد التبريد في الليل.

وحسب الوكالة الصينية، قال “بي قانغ” و “تسو تشونغ ون”، العالمان القائدان للدراسة البحثية من جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية، إن أساس مادة الطلاء يتكون من فيلم ثاني أكسيد الفاناديوم (VO2) وتحويله من وضع التدفئة إلى وضع التبريد طوال دورة الليل والنهار على مدار 24 ساعة دون أن ينتج عنه أي تكاليف طاقة إضافية.

وبالنظر إلى خصائص التكيف الذاتي التي يتميز بها، حسب نفس المصدر، يتمكن فيلم (VO2) في مرحلة معدنية من تسخين نفسه للوصول إلى 170 درجة مئوية فوق درجة الحرارة المحيطة تحت أشعة الشمس، بينما يتحول الفيلم في الظلام إلى عازل حراري ليتبرّد إلى 20 درجة مئوية تحت درجة الحرارة المحيطة.

وتمثل الدراسة نهجاً جديداً لحصاد الطاقة المتجددة من ضوء الشمس والفضاء الخارجي حيث تتميز بأهمية ناشئة، وفقاً لمراجعة معنية.

وقال بي إن الاختراق الذي حققته الدراسة يتمثل بحصاد “الحرارة والبرودة” في هيكل واحد، ما يوفر المساحة ويُقلل التكاليف.

وأضاف بي أن المادة المذكورة يُمكن تطبيقها في مجالات تشمل الحفاظ على الطاقة في المباني، وأنظمة التبريد الكهروضوئية، والكهرباء الحرارية، وإمدادات الطاقة في الفضاء الخارجي.

وقال بي إن المشكلة التي تواجه استخدام المادة المذكورة تتمثل بارتفاع التكاليف، ومع ذلك؛ فإن المواد البديلة ذات التقنيات المماثلة ولكن بكفاءة أقل تقترب من الإنتاج الضخم.

طلاء لتبريد المنازل

وحسب الجزيرة نت، ابتكر فريق من الباحثين بجامعة كاليفورنيا الأمريكية، السنة الماضية، طلاء أبيض يمكنه أن يعكس 98 في المئة من أشعة الشمس، وبالتالي يستطيع أن يحافظ على برودة المباني في درجات الحرارة المرتفعة.

وحسب نفس المصدر، يفتح هذا الابتكار الباب على مصراعيه أمام تطوير أنواع من الطلاء يمكنها أن تخفض تكاليف التبريد إذا ما استخدمت في طلاء أسطح المباني وواجهاتها .

وتشير الدراسات، حسب نفس المصدر، إلى أن أفضل أنواع الطلاء الأبيض الموجودة حاليا يمكن أن تعكس 85% من أشعة الشمس، بينما يتم امتصاص باقي النسبة في التركيب الكيميائي للطلاء، ولكن المادة الجديدة يمكنها أن تعكس 98% من حرارة الشمس.

واستخدم فريق الدراسة مادتي “الباريت” و”بولي تيترافلورو إيثيلين” المعروفة باسم “تيفلون” في صناعة الطلاء الجديد بدلا من مادة “أوكسيد التيتانيوم” التي تدخل عادة في تصنيع هذه المواد.

وقبل أربع سنوات ابتكر فريق من الباحثين نوعية من الطلاء يمكنه تبريد المنازل عند التعرض لأشعة الشمس، وهو ما يمكن أن يساعد في توفير الطاقة عن طريق الحد من استخدام مكيفات الهواء.
ويقول الباحث يارون شينهاف، وزملاؤه، حسب الألمانية، إن “التقنية الجديدة تشبه وضع طبقة من الثلج على سطح المنزل، وأن هذه الطبقة يزداد سمكها كلما زادت درجة تعرضها للأشعة الشمس”.

وتعتمد فكرة الطلاء الجديد على تقنية علمية تعرف باسم “التبريد باستخدام الليزر”، وتستند فكرة هذه التقنية على أن توجيه شعاع من الليزر إلى بعض أنواع المواد يمكن أن يؤدي إلى تخفيض درجة حرارتها بأكثر من 150 درجة مئوية، حيث إن جزيئات هذه المواد تمتص فوتونات الضوء في الليزر وتطلق بدلاً منها فوتونات بسرعات أعلى محملة بكميات من الطاقة، وعندما تفقد المادة هذه الطاقة، تنخفض حرارتها بشكل تلقائي.

ولكن المشكلة التي واجهها فريق الدراسة هي صعوبة توجيه شعاع من الليزر على الطلاء الجديد على سطح المنزل، ولذلك، فإنهم قاموا بإدخال بعض التعديلات على الطلاء بحيث يمكنه القيام بعملية التبريد عن طريق التعرض لأشعة الشمس.

وتوصل الفريق إلى فكرة استخدام طبقتين من الطلاء بحيث تقوم الطبقة الأولى بمهمة ترشيح الضوء، فيما تقوم الطبقة الثانية بعملية تحويل الحرارة إلى ضوء، وبالتالي تحدث عملية التبريد لسطح المنزل.

طلاء ذكي لمحاربة المكروبات

يُعدُّ طلاء اللوح الأبيض الذكي المضاد للميكروبات أول طلاء ألواح بيضاء مُعتمد ومضاد للميكروبات في العالم، حسب (smartersurfaces). ولقد تم ابتكاره استنادًا إلى تقنية دهانات للألواح البيضاء ودهانات مضادة للميكروبات تمتد لأكثر من عقد كامل.

والطلاء يهدف إلى جعل فضاءات العمل ووسائلها أقل تلوثا بالمكروبات، مثل ألواح الكتابة، وورشات العمل، والمختبرات، وغيرها.

ويسمح الطلاء بصنع بيئة عمل مشترك تدعم التفاعل عن بُعد على المستوى الاجتماعي، وتعزز في الوقت ذاته العمل والتعلم التفاعلييْن، بحيث يمكن أن يتناوب الناس على العمل على اللوح الأبيض دون أن يخشوا انتقال البكتريا أو الميكروبات أو ضرورة التنظيف فيما بين مرات الاستعمال.

ويُعتبر طلاء اللوح الأبيض الذكي المضاد للميكروبات، حسب نفس المصدر، أول دهان قابل للمحو الجاف وقاتل للبكتريا في العالم أجمع. ويستخدم الطلاء تقنية مضادة للميكروبات واسعة النطاق فعّالة ضد البكتريا سالبة الغرام وموجبة الغرام. والطلاء، حسب موقع الشركة المنتجة، معتمد بنسبة 99.99% من حيث فعاليته ضد المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين والمكورات العنقودية الذهبية الحساسة للميثيسيلين والسلمونيلا المعوية والمكورة العنقودية الذهبية والإشريكية القولونية والمكورة المعوية البرازية والسكيراء الجعوية.

وتضيف الشركة أن تقنيتها شديدة الفعالية المضادة للبكتريا مُسجَّلَة للاستخدام بموجب توجيه منتجات المبيدات الحيوية التابع للاتحاد الأوروبي، ومُختبرة وفقًا لمعيار الأيزو 22196.

وحسب موقع الشركة المنتجة، صُمِّمَ المنتج بحيث يكون ذاتي الصيانة، فلا يتطلب صيانة إلا قليلاً. ويتحقق ذلك عبر عامل مضاد للبكتريا واسع النطاق فعّال ضد البكتريا سالبة الغرام وموجبة الغرام. وعاملنا المضاد للبكتريا مُسجَّل للاستخدام بموجب توجيه منتجات المبيدات الحيوية التابع للاتحاد الأوروبي.