میرنیوز

ماده هوشمندی که در یک دقیقه گرم و سرد می‌شود!

ماده هوشمندی که در یک دقیقه گرم و سرد می‌شود! 2021-10-27T17:05:46+03:30

به گزارش ایسنا و به نقل از وب‌سایت رسمی دانشگاه دوک، هر کسی که تاکنون خودروی خود را در یک تابستان داغ زیر نور خورشید پارک کرده باشد، می‌داند که شیشه‌های خودرو در وارد کردن نور خوب عمل می‌کنند اما عملکرد بدی در بیرون فرستادن گرما دارند.

مهندسان "دانشگاه دوک"(Duke University) آمریکا، فناوری هوشمندی ابداع کرده‌اند که با یک حرکت می‌تواند گرما را از نور خورشید به دست بیاورد یا امکان خنک شدن را برای یک جسم فراهم کند. این ماده مبتنی بر فناوری الکتروکرومیک است و با به کار گرفتن الکتریسیته می‌تواند رنگ و میزان شفافیت را تغییر دهد.

"پو چون هسو"(Po-Chun Hsu)، استادیار مهندسی مکانیک و علوم مواد دانشگاه دوک و از پژوهشگران این پروژه گفت: ما نخستین نمونه از یک ابزار الکتروکرومیک را نشان داده‌ایم که می‌تواند عملکرد خوبی در تغییر میان گرمای خورشیدی و سرمای تابشی داشته باشد.

پنجره‌های هوشمند ساخته شده از شیشه الکتروکرومیک، یک فناوری نسبتا جدید است که از یک واکنش الکتروکرومیک استفاده می‌کند تا شیشه را از حالت شفاف به حالت مات تغییر دهد و آن را در یک چشم بر هم زدن دوباره به حالت ابتدایی خود بازگرداند. اگرچه روش‌های بسیاری برای ابداع این فناوری وجود دارد اما همه آنها، فشرده کردن یک ماده واکنشی الکتریکی میان دو لایه نازک الکترود و عبور جریان الکتریکی بین لایه‌ها را شامل می‌شوند. دستیابی به این ترفند برای نور مرئی به اندازه کافی دشوار است اما زمانی که نور مادون قرمز میانی به کار برود، دشوارتر هم می‌شود.

هسو و همکارانش در این پژوهش، از فناوری خود رونمایی کرده‌اند که با هر دو طیف نور تعامل دارد و بین حالت‌های گرما و سرما تغییر می‌کند. این فناوری در حالت گرما، تیره می‌شود تا نور خورشید را جذب کند و جلوی فرار کردن پرتو مادون قرمز میانی را بگیرد. این لایه تیره شبیه به شیشه، در حال سرما روشن می‌شود و آینه‌ای را آشکار می‌سازد که نور خورشید را منعکس می‌کند و به پرتو مادون قرمز میانی امکان می‌دهد تا بیرون برود. از آنجا که این آینه هرگز در برابر نور مرئی شفاف نیست، این فناوری را نمی‌توان جایگزین پنجره در خانه‌ها یا ادارات کرد اما ممکن است برای به کار رفتن در سطوح دیگر ساختمان مناسب باشد.

هسو گفت: ابداع موادی که بتوانند در هر دو موقعیت کار کنند، بسیار دشوار است. فناوری ما، یکی از بزرگترین محدوده‌های تنظیم در تابش حرارتی را دارد که تاکنون نشان داده شده است.

برای مهندسی این فناوری، دو چالش عمده وجود داشت. نخستین مورد، ابداع لایه‌های الکترود بود که رسانای الکتریسیته هستند و در برابر نور مرئی و تابش حرارتی شفافیت دارند. بیشتر مواد رسانا مانند فلزات، گرافیت و برخی از اکسیدها، مناسب نیستند زیرا این دو ویژگی با یکدیگر در تضاد قرار دارند؛ بنابراین هسو و همکارانش، فناوری خود را مهندسی کردند.

آنها کار خود را با لایه‌ای از گرافین به ضخامت یک اتم آغاز کردند که آن قدر نازک است که می‌تواند هر دو نوع نور را منعکس یا جذب کند اما آنقدر رسانا نیست که بتواند الکتریسیته مورد نیاز را در مقیاس بزرگ ارائه دهد. پژوهشگران برای برطرف کردن این محدودیت، شبکه نازکی از طلا را روی گرافین اضافه کردند تا مانند یک اتوبان برای الکتریسیته عمل کند. اگرچه این فناوری تا حدودی توانایی گرافین را برای برقراری امکان عبور نور کاهش داد اما این کاهش آنقدر ناچیز بود که ارزش آزمایش را داشته باشد.

چالش دوم، مهندسی کردن ماده‌ای بود که بتواند بین دو لایه الکترود قرار بگیرد و به جذب نور و گرما بپردازد یا امکان عبور آنها را فراهم کند. پژوهشگران با استفاده از "پلاسمونیک"(Plasmonics) توانستند به این هدف دست یابند.

هنگامی که نانوذرات فلز دور از هم قرار می‌گیرند، می‌توانند طول موج‌های نور را براساس اندازه و فاصله‌گذاری آنها محبوس کنند اما در این مورد، نانوذرات در خوشه‌هایی پخش می‌شوند و تعامل با طیف گسترده‌ای از طول موج‌ها را به همراه می‌آورند که برای محبوس کردن نور خورشید به صورت کارآمد، موثر است.

الکتریسیته‌ای که از میان دو الکترود می‌گذرد، موجب می‌شود که نانوذرات فلز در نزدیکی الکترود بالایی تشکیل شوند. این موضوع نه تنها به تیره شدن فناوری منجر می‌شود، بلکه به آن در جذب و محبوس کردن نور و گرما کمک می‌کند. هنگامی که جریان الکتریسیته معکوس می‌شود، نانوذرات دوباره در الکترولیت مایع شفاف حل می‌شوند. کامل شدن این تغییر میان دو حالت، یک یا دو دقیقه زمان می‌برد.

هنوز چالش‌های بسیاری باید برطرف شوند تا بتوان از این فناوری در کاربردهای روزانه استفاده کرد. بزرگترین چالش، افزایش زمانی است که نانوذرات در چرخه شکل گرفتن و تجزیه شدن صرف می‌کنند.

با بلوغ این فناوری، کاربردهای بسیاری برای آن وجود خواهد داشت. این فناوری را می‌توان در دیوارهای بیرونی یا بام‌ها به کار گرفت تا با کمترین میزان انرژی، به گرم و سرد شدن ساختمان‌ها کمک کند. ارائه چنین قابلیت پویایی در ساختمان با هدف استفاده از منابع تجدیدپذیر برای گرمایش و سرمایش، می‌تواند فرصتی را برای کاهش استفاده از مصالح ساختمانی فراهم کند که طی دهه‌ها، منبع قابل توجهی از انتشار کربن بوده‌اند.

این پژوهش، در مجله "ACS Energy Letters" به چاپ رسید.

انتهای پیام

منبع : خبرگزاری ایسنا


کلمات کلیدی :
اشتراک گذاری :

آخرین اخبار علمی

اعضای شورای راهبری هوش مصنوعی معرفی شدند/ایجاد زیر ساخت هوش مصنوعی در دستور کار ۱۰ نهاد

اعضای شورای راهبری هوش مصنوعی معرفی شدند/ایجاد زیر ساخت هوش مصنوعی در دستور کار ۱۰ نهاد
2023-12-03T19:08:50+03:30
معاون علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان رئیس‌جمهوری توسعه زیرساخت‌های هوش مصنوعی را از مهمترین ماموریت‌های شورای راهبری هوش مصنوعی دانست و گفت: این شورا با ای...

آتش‌سوزی جنگلی موجب رشد حیات دریایی می‌شود!

آتش‌سوزی جنگلی موجب رشد حیات دریایی می‌شود!
2023-12-03T19:08:49+03:30
پژوهشگران می‌گویند، خاکسترهای حاصل از آتش‌سوزی‌های جنگلی باعث رشد و شکوفایی حیات دریایی می‌شوند.

استرس کاری ریسک بیماری قلبی را در مردان افزایش می دهد

استرس کاری ریسک بیماری قلبی را در مردان افزایش می دهد
2023-09-25T21:29:51+03:30
تحقیقات جدید نشان می‌دهد که خطر بیماری قلبی برای مردانی که در مشاغل پر استرس کار می‌کنند و احساس می‌کنند از تلاش‌هایشان قدردانی نمی شود، دو برابر بیشتر است.

۲.۵ میلیون ایرانی در اهدای خون مشارکت دارند

۲.۵ میلیون ایرانی در اهدای خون مشارکت دارند
2023-09-25T21:29:50+03:30
مدیرعامل سازمان انتقال خون ایران، از مشارکت ۲.۵ میلیون نفر اهدا کننده خون در کشور برای تأمین نیاز ۱۰۰ درصدی مراکز درمانی خبر داد.

چین در شرق تهران بیمارستان هوشمند احداث می کند

چین در شرق تهران بیمارستان هوشمند احداث می کند
2023-09-25T21:29:50+03:30
تفاهم‌نامه احداث بیمارستان هزار تختخوابی در شرق تهران بین دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی و شرکت سینوفارم چین منعقد شد.

راه اندازی ۶۰ هزار تخت بیمارستانی در کشور

راه اندازی ۶۰ هزار تخت بیمارستانی در کشور
2023-09-25T21:29:49+03:30
معاون توسعه مدیریت، منابع و برنامه ریزی وزارت بهداشت، از راه اندازی ۶۰ هزار تخت بیمارستانی در کشور خبر داد.

وزارت بهداشت برای اولین بار سرایدار استخدام می‌کند

وزارت بهداشت برای اولین بار سرایدار استخدام می‌کند
2023-09-25T21:29:49+03:30
معاون بهداشت وزارت بهداشت، از جذب ۴ هزار بهورز و ۵ هزار کارشناس بهداشت و مجموعاً ۹ هزار نیروی بهداشتی در آزمون استخدامی وزارت بهداشت خبر داد.

زمان اخذ رأی در انتخابات نظام پرستاری افزایش یافت

زمان اخذ رأی در انتخابات نظام پرستاری افزایش یافت
2023-09-25T21:29:48+03:30
زمان اخذ آرای ششمین دوره انتخابات سازمان نظام پرستاری، از ساعت ۷ صبح لغایت ۲۰ روز جمعه ۷ مهر ۱۴۰۲ اعلام شد.

هوای آلوده و افزایش ریسک سرطان سینه/ درمان سوءهاضمه با زردچوبه

هوای آلوده و افزایش ریسک سرطان سینه/ درمان سوءهاضمه با زردچوبه
2023-09-25T21:29:48+03:30
حوزه سلامت در هفته رو به پایان، در جهان، شاهد اخبار و رویدادهای متعدد و مختلفی بود که به مرور گزیده ای از مهم ترین آنها می پردازیم.

بیماری هزارچهره را جدی بگیریم/ عوارض بیماری سلیاک

بیماری هزارچهره را جدی بگیریم/ عوارض بیماری سلیاک
2023-09-25T21:29:48+03:30
رئیس دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، بر لزوم ایجاد نقشه غربالگری و بیماریابی سلیاک در کشور تاکید کرد.

اهمیت تولید محصولات غذایی فاقد گلوتن برای بیماران سلیاک

اهمیت تولید محصولات غذایی فاقد گلوتن برای بیماران سلیاک
2023-09-25T21:29:47+03:30
رئیس سازمان غذا و دارو گفت: با طیف زیادی از بیماری‌های نادر مواجهیم که متاسفانه برای بسیاری از آنها هنوز درمان پیدا نشده و یا اینکه درمان های موجود کفایت نمی...

نشست چالش‌های زنجیره تأمین دارو در ایران برگزار می‌شود

نشست چالش‌های زنجیره تأمین دارو در ایران برگزار می‌شود
2023-09-25T21:29:47+03:30
نشست چالش‌های زنجیره تأمین ایمن و اثربخش دارو در ایران در هشتمین نمایشگاه بین المللی دارو و صنایع وابسته برگزار می‌شود.

چگونه از ابتلا به سرماخوردگی جلوگیری کنیم

چگونه از ابتلا به سرماخوردگی جلوگیری کنیم
2023-09-25T21:29:46+03:30
شروع فصل پاییز، زمان شیوع بیماری های ویروسی است که سرماخوردگی شایع ترین بیماری فصل سرما است. اما، با رعایت یک توصیه ساده، می توان از ابتلا به این بیماری مصون...

خرید اعتباری محصولات پتروشیمی به نفع صنعت دارو است

خرید اعتباری محصولات پتروشیمی به نفع صنعت دارو است
2023-09-25T21:29:46+03:30
رئیس هیئت مدیره سندیکای تولید کنندگان مواد دارویی گفت: گران قیمت ترین محصولات مواد پایه پتروشیمی، دارو است.

چه کسانی پرونده الکترونیک سلامت دارند

چه کسانی پرونده الکترونیک سلامت دارند
2023-09-25T21:29:46+03:30
معاون فنی مرکز مدیریت شبکه وزارت بهداشت گفت: هر کسی که واکسن کرونا تزریق کرده باشد، پرونده الکترونیک سلامت دارد.

بررسی راهکارهای ورود ایران به بازار دارویی اوراسیا

بررسی راهکارهای ورود ایران به بازار دارویی اوراسیا
2023-09-25T21:29:45+03:30
راهکارهای ورود شرکت های داروسازی ایران به بازار دارویی اوراسیا، در یک نشست تخصصی مورد بررسی قرار می گیرد.

جامعه پزشکی باید تخصص را همراه تعهد حرفه‌ای داشته باشد

جامعه پزشکی باید تخصص را همراه تعهد حرفه‌ای داشته باشد
2023-09-25T21:29:45+03:30
رئیس کل سازمان نظام پزشکی ایران، تخصص و تعهد حرفه‌ای را دو بال جامعه پزشکی برای خدمت به مردم دانست.

هفته دفاع مقدس فرصتی برای انتقال مفاهیم بهداری رزمی

هفته دفاع مقدس فرصتی برای انتقال مفاهیم بهداری رزمی
2023-09-25T21:29:45+03:30
وزیر بهداشت، در پیامی به مناسبت آغاز هفته دفاع مقدس، گفت: جامعه سلامت کشور افتخار دارد که همپای دلاورمردان عرصه نبرد، در جبهه ها حضور داشت.

نشست چالش های قیمت گذاری دارو برگزار می‌شود

نشست چالش های قیمت گذاری دارو برگزار می‌شود
2023-09-25T21:29:45+03:30
نشست چالش‌های قیمت‌گذاری دارو، مواد موثره و مکمل‌ها در هشتمین نمایشگاه بین المللی دارو و صنایع وابسته برگزار می‌شود.

دانش آموز بدون صبحانه مدرسه نرود/ میان وعده‌های سالم

دانش آموز بدون صبحانه مدرسه نرود/ میان وعده‌های سالم
2023-09-25T21:29:44+03:30
یک متخصص تغذیه، در خصوص میان وعده دانش آموزان در مدرسه، توصیه هایی ارائه داد.

وزیر بهداشت زنگ دبیرستان شهید آوینی را نواخت

وزیر بهداشت زنگ دبیرستان شهید آوینی را نواخت
2023-09-25T21:29:44+03:30
همزمان با آغاز سال تحصیلی ۱۴۰۲، ۱۴۰۳ وزیر بهداشت، زنگ دبیرستان شهید آوینی تهران را به صدا در آورد.

۱۰ هزار نیروی پرستاری در بخش درمان استخدام می شوند

۱۰ هزار نیروی پرستاری در بخش درمان استخدام می شوند
2023-09-25T21:29:44+03:30
معاون پرستاری وزارت بهداشت، از جذب ۱۰ هزار نیروی پرستاری در بخش درمان از طریق آزمون استخدامی وزارت بهداشت خبر داد.

بازدید سرزده عین اللهی از بیمارستان شفا یحیاییان

بازدید سرزده عین اللهی از بیمارستان شفا یحیاییان
2023-09-25T21:29:44+03:30
وزیر بهداشت، به طور سرزده از مرکز آموزشی، پژوهشی و درمانی شفا یحیاییان تهران بازدید کرد.

۲۲ بیمار کرونایی در یک هفته گذشته فوت شدند

۲۲ بیمار کرونایی در یک هفته گذشته فوت شدند
2023-09-25T21:29:43+03:30
بنابر اعلام وزارت بهداشت، در یک هفته گذشته ۲۲ بیمار مبتلا به کووید ۱۹ در کشور فوت شدند.

داروی ایرانی از طریق صادرات به دنیا معرفی می‌شود

داروی ایرانی از طریق صادرات به دنیا معرفی می‌شود
2023-09-25T21:29:43+03:30
رئیس سازمان غذا و دارو، راه شناخت تولیدات دارویی کشور در جهان را، صادرات محصولات دانست.

ایران دارای قوی‌ترین نظام سلامت در منطقه است

ایران دارای قوی‌ترین نظام سلامت در منطقه است
2023-09-25T21:29:43+03:30
وزیر بهداشت، با اشاره به کارآمدی حوزه سلامت کشورمان گفت: جمهوری اسلامی ایران دارای قوی‌ترین و موفق ترین نظام سلامت در منطقه است.

ادعای دخالت وزارت بهداشت در انتخابات نظام پرستاری رد شد

ادعای دخالت وزارت بهداشت در انتخابات نظام پرستاری رد شد
2023-09-25T21:29:43+03:30
مسئول هیات مرکزی نظارت بر ششمین دوره انتخابات نظام پرستاری، از رشد ۱۵ درصدی نامزدهای دوره ششم انتخابات نظام پرستاری نسبت به دوره قبل خبر داد.

اورژانس تهران در هفته گذشته ۲۰ هزار مأموریت انجام داد

اورژانس تهران در هفته گذشته ۲۰ هزار مأموریت انجام داد
2023-09-25T21:29:42+03:30
رئیس مرکز اورژانس استان تهران، با اشاره به مزاحمت تلفنی با اورژانس ۱۱۸، گفت: در هفته گذشته ۲۴۳۰ تماس مزاحم با اورژانس استان تهران داشتیم.

جهان امروز با کمبود آب و غذای سالم مواجه است

جهان امروز با کمبود آب و غذای سالم مواجه است
2023-09-25T21:29:42+03:30
وزیر بهداشت، در پیامی به مناسبت روز جهانی بهداشت محیط، تمرکز بر اقدامات بهداشت محیط را عاملی موثر بر جلوگیری از تحمیل هزینه های سنگین ناشی از بار بیماری های ...

تایید موفقیت نخستین واکسن ایرانی کرونا

تایید موفقیت نخستین واکسن ایرانی کرونا
2023-09-25T21:29:42+03:30
مقاله کارایی واکسن برکت در یکی از برجسته‌ترین مجلات علمی جهان بنام The BMJ هیجده ماه پس از ارسال به چاپ رسید.
X فیلم جدید فیلم جدید دانلود فیلم و سریال تبلیغات شما (پیام به تلگرام)