سلاح جديد ضد تغير المناخ.. العلماء يطورون “زجاج التبريد” يفجر الحرارة في الفضاء

يمكن للطلاء الجديد، عند تطبيقه على الأسطح الخارجية، أن يقلل من استخدام مكيفات الهواء ويكافح تغير المناخ.

ابتكر باحثون من جامعة ميريلاند “زجاج تبريد” مبتكرًا مصممًا لتقليل درجات الحرارة الداخلية دون استخدام الكهرباء، تعمل هذه المادة الرائدة من خلال الاستفادة من برودة الفضاء الخارجي.

التكنولوجيا الجديدة، عبارة عن طلاء زجاجي دقيق المسام تم وصفه في بحث منشور في مجلة العلوم، يمكن أن يخفض درجة حرارة المادة الموجودة تحته بمقدار 3.5 درجة مئوية عند الظهر، ولديه القدرة على تقليل انبعاثات الكربون السنوية للمبنى السكني متوسط الارتفاع بنسبة 10%، وفقًا لفريق البحث الذي قاده، بقلم الأستاذ الجامعي Liangbing Hu في قسم علوم وهندسة المواد.

آلية تبريد مزدوجة الوظيفة

يعمل الطلاء بطريقتين: أولاً، يعكس ما يصل إلى 99% من الإشعاع الشمسي لمنع المباني من امتصاص الحرارة، والأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو أنه يبعث حرارة على شكل إشعاع تحت أحمر طويل الموجة إلى الكون الجليدي، حيث تبلغ درجة الحرارة بشكل عام حوالي -270 درجة مئوية، أو بضع درجات فقط فوق الصفر المطلق.

وفي ظاهرة تُعرف باسم “التبريد الإشعاعي”، يعمل الفضاء بشكل فعال كمشتت حراري للمباني؛ إنهم يستفيدون من تصميم زجاج التبريد الجديد إلى جانب ما يسمى بنافذة الشفافية الجوية – وهي جزء من الطيف الكهرومغناطيسي الذي يمر عبر الغلاف الجوي دون زيادة درجة حرارته – لإلقاء كميات كبيرة من الحرارة إلى السماء الباردة اللامتناهية خلفها.

تسمح نفس الظاهرة للأرض بتبريد نفسها، خاصة في الليالي الصافية، على الرغم من انبعاثات أقل كثافة بكثير من تلك الصادرة عن الزجاج الجديد الذي تم تطويره في جامعة ميريلاند.

مادة متطورة ومتينة

وقال عالم الأبحاث المساعد شينبينج تشاو، المؤلف الأول للدراسة: “إنها تقنية تغير قواعد اللعبة، حيث تعمل على تبسيط كيفية الحفاظ على المباني باردة وفعالة في استخدام الطاقة”، “هذا يمكن أن يغير الطريقة التي نعيش بها ويساعدنا على رعاية منزلنا وكوكبنا بشكل أفضل.”

على عكس المحاولات السابقة لتبريد الطلاءات، فإن الزجاج الجديد الذي طورته UMD مستقر بيئيًا – قادر على تحمل التعرض للماء والأشعة فوق البنفسجية والأوساخ وحتى اللهب، ويتحمل درجات حرارة تصل إلى 1000 درجة مئوية.

يمكن تطبيق الزجاج على مجموعة متنوعة من الأسطح مثل البلاط والطوب والمعادن، مما يجعل التكنولوجيا قابلة للتطوير بشكل كبير ويمكن اعتمادها للاستخدام على نطاق واسع.

وقال تشاو، إن الفريق استخدم جزيئات زجاجية مطحونة جيدًا كمواد رابطة، مما سمح لهم بتجنب البوليمرات وتعزيز متانتها على المدى الطويل في الهواء الطلق. واختاروا حجم الجسيمات لتعظيم انبعاث حرارة الأشعة تحت الحمراء مع عكس ضوء الشمس في نفس الوقت.

حل تغير المناخ والتأثير العالمي

وأضاف، أن تطوير زجاج التبريد يتماشى مع الجهود العالمية لخفض استهلاك الطاقة ومكافحة تغير المناخ، مشيرًا إلى التقارير الأخيرة التي تفيد بأن الرابع من يوليو هذا العام وقع في ما قد يكون اليوم الأكثر سخونة على مستوى العالم منذ 125 ألف عام.

وأوضح: ” زجاج التبريد هذا هو أكثر من مجرد مادة جديدة، فهو جزء أساسي من الحل لتغير المناخ”، “من خلال خفض استخدام مكيفات الهواء، فإننا نتخذ خطوات كبيرة نحو استخدام طاقة أقل وتقليل بصمتنا الكربونية.

يوضح كيف يمكن للتكنولوجيا الجديدة أن تساعدنا في بناء عالم أكثر برودة وأكثر اخضرارًا.

ويركز الفريق الآن على المزيد من الاختبارات والتطبيقات العملية لزجاج التبريد الخاص بهم، إنهم متفائلون بشأن آفاق تسويقها وأنشأوا الشركة الناشئة CeraCool لتوسيع نطاقها وتسويقها.