رنگی که بدون نیاز به برق و آب، دمای ۲۵ درجه را کاهش میدهد؛ چین به تولید انبوه آن پرداخت
این پوشش در مرکز پتروشیمی واقع در استان هاینان بر روی مخازن کروی بزرگی که حاوی گاز مایع هستند، آزمایش شده است. این مخازن تحت تابش مستقیم نور خورشید قرار داشته و پیش از کاربرد این فناوری، برای کنترل دما از سیستمهای آبپاش استفاده میشد که نیازمند مصرف قابل توجهی از آب بود.
این پوشش جدید بر مبنای مفهوم خنکسازی تابشی کار میکند. در این فرآیند، سطح باید بهگونهای طراحی شود که حداکثر مقدار انرژی تابشی خورشید را بازتاب کند و در عین حال گرما را به شکل تابش مادون قرمز به محیط اطراف و در نهایت فضا خارج از جو زمین منتقل نماید. این امر بدین معناست که فرایند خنکسازی بدون نیاز به کمپرسور، برق یا سیستم آبپاشی مداوم انجام میشود.
در یکی از آزمایشهای میدانی که دما حدود ۳۰ درجه سانتیگراد بود، این پوشش توانست دمای سطح مخزن را بهطور قابل توجهی حدود ۲۵ درجه سانتیگراد کاهش دهد. همچنین در دمای داخل مخزن نیز حدود ۷ درجه سانتیگراد کاهش مشاهده شد. این تفاوت نشاندهنده این نکته است که کاهش دمای سطح بهطور همزمان در فضای داخلی مخزن نمونهبرداری نمیشود، اما همچنان میتواند فشار حرارتی وارده به تجهیزات را کاهش دهد.
کاهش مصرف آب از جمله بزرگترین مزایای بالقوه این فناوری است. مطابق با برآوردهای ارائه شده در گزارشات مربوط به این پروژه، دستیابی به سطح مشابهی از خنکسازی از طریق آبپاشها برای هر مخزن به حدود ۳۵ تن آب در روز نیاز دارد. لذا استفاده از یک پوشش غیرفعال بهویژه در مناطقی که با گرما و کمبود آب مواجهاند، میتواند اهمیت ویژهای پیدا کند.
ساختار این پوشش از ترکیبی از مواد معدنی و رزینهای پلیمری تشکیل شده است. طراحی آن به گونهای انجام شده که دو ویژگی را بهطور همزمان فراهم آورد: بازتاب مقدار زیادی از تابش خورشیدی و انتقال مؤثر گرمای سطح به شکل تابش مادون قرمز.
یکی از جنبههای جالب توجه این فناوری، الهامگیری پژوهشگران از ساختارهای میکروسکوپی موجود در پوست انسان است. محققان با طراحی یک سطح خاص تلاش کردهاند تا عملکرد حرارتی پوشش را در ضخامت کم حفظ کنند. در نتیجه، ضخامت این پوشش به حدود ۵۰۰ میکرومتر کاهش یافته و طبق اعلام تیم توسعه دهنده، سطح بازتابش خورشیدی و انتشار حرارتی مادون قرمز به حدود ۹۷ درصد رسیده است.
پایداری این پوشش در آزمایشهای میدانی مورد بررسی قرار گرفته است. این ماده در طی یک آزمایش ۱۸۰ روزه توانست حدود ۴۰ هزار چرخه سایش را بدون آسیب یا ایجاد حباب روی سطح تحمل کند. توسعهدهندگان عمر مورد انتظار آن را حدود ۱۵ سال پیشبینی کردهاند؛ اگرچه دوام واقعی آن بسته به شرایط محیطی و نوع سطح مورد استفاده ممکن است متغیر باشد.
این فناوری بهوسیله مؤسسه فناوری هاربین و با همکاری شرکت China Construction Eco-Development توسعه یافته و اکنون مراحل آزمایشی را پشت سر گذاشته و وارد مرحله تولید انبوه شده است. ظرفیت تولید سالانه اعلام شده برای این پوشش نزدیک به ۶۰۰ هزار تن است که بیانگر توجه توسعهدهندگان به کاربردهای گسترده صنعتی از زمان نخستین مراحل طراحی آن است.
بهگزارش South China Morning Post، این پوشش در صورت گسترش کاربرد، میتواند فراتر از تأسیسات صنعتی رفته و در ساختمانهای مسکونی و تجاری، زیرساختهای عمومی و دیگر سازههایی که در معرض تابش شدید خورشید قرار دارند نیز بهکار گرفته شود. یکی از کاربردهای احتمالی آن، کاستن بار حرارتی در ساختمانها و به تبع آن کاهش نیاز به استفاده مکرر از سیستمهای تهویه مطبوع در مناطق گرم است.
عملکرد این پوشش از گروه مواد تحت عنوان «پنجره جوی» نیز تأثیر میپذیرد. در دامنه طول موج حدود ۸ تا ۱۳ میکرومتر، بخشی از تابش مادون قرمز میتواند از جو عبور کرده و گرمای سطح زمین را به محیط خارج منتقل کند. پوشش جدید با انتشار مؤثر این تابش در این دامنه، از ویژگی طبیعی جو برای دفع حرارت استفاده میکند.
اهمیت این فناوری در آن نهفته است که برخلاف سیستمهای خنککننده متعارف، برای ایجاد اثر خنککنندگی به مصرف پیوسته انرژی یا آب نیاز ندارد. اگر عملکرد و عمر آن در مقیاس بزرگ و در شرایط آب و هوایی مختلف اثبات شود، چنین پوششهایی میتوانند به عنوان یکی از ابزارهای تکمیلی برای مدیریت گرما در شهرها، کاهش مصرف آب در صنایع و مقابله با افزایش دما ناشی از آتشسوزیهای شدید به شمار روند.
