الثورة الصناعية 4.0

علماء من سنغافورة يطورون «نافذة سائلة» موفرة للطاقة

طوّر علماء من جامعة نانيانج للتقنية في سنغافورة «نافذة ذكية» مؤلفة من محلول سائل بين لوحين زجاجيين، باستطاعتها حجب أشعة الشمس.

ولتحقيق ذلك، يحبس المحلول الطاقة الحرارية نهارًا، ثم يطلقها لاحقًا في الليل بمجرد أن تبرد النوافذ، فتقل الحاجة إلى تكييف الهواء أثناء النهار ويقل الاعتماد على التدفئة ليلًا.

وينحبس السائل الماص للحرارة والحاجب للضوء، بين اللوحين الزجاجين في الفراغ الهوائي للزجاج المزدوج.

نوافذ ذكية موفرة للطاقة

واستخدم الباحثون في النسخة التجريبية من «نافذتهم الذكية» لوحين من الزجاج العادي بينهما مزيج سائل من الهلام المائي صغير الجزيئات والماء وعامل مساعد على الاستقرار.

فحين يمر ضوء الشمس عبر النافذة أثناء النهار، يمتص السائل الطاقة الحرارية لأشعة الشمس ويخزنها، فيمنعها من تسخين الغرفة ويخفض الحاجة إلى تكييف الهواء.

وبارتفاع درجة حرارة السائل، يتحول الهلام المائي في المحلول إلى الحالة المعتمة، فيزيد حجب الضوء عن الغرفة ويحافظ على برودتها.

وفي المساء، يبرد الهلام ويعود صافيًا مرةً أخرى، ويحرر جزءًا من الطاقة الحرارية المختزنة نحو الغرفة، فتقل الحاجة إلى التدفئة ليلًا.

وبصرف النظر عن أن هذا الابتكار يمثل وسيلةً سهلة لتخفيض فواتير الخدمات على المستخدمين، وأنه بالمقابل يحجب أي منظر جميل تشرف عليه النافذة خلال النهار، يرى الباحثون أن نافذتهم تمتاز أيضًا بأنها تعزل أصوات الضجيج الخارجي بكفاءة أعلى بنسبة 15% من النوافذ التقليدية ذات الزجاج المزدوج.

مقايضة صعبة

ووفقًا لموقع نيو أتلاس، يبحث المطورون الآن عن شراكات مع مصنّعين لتطوير تقنيتهم وطرحها في السوق.

وقال الدكتور لونج يي، المؤلف الرئيس للبحث الذي نُشر في مجلة جول، في بيان صحافي للجامعة «يجمع ابتكارنا بين الخصائص الفريدة لكلا النوعين من المواد، الماء والهلام المائي، فاستخدام سائل أساسه الهلام المائي، يبسّط عملية التصنيع لتقتصر على صب الخليط بين لوحين زجاجيين، ما يعطي النافذة تجانسًا فريدًا، ويسمح بتصنيعها بمختلف الأشكال والأحجام.»

واستنادًا إلى تجارب محاكاة واختبارات أجريت على أرض الواقع، قال باحثو جامعة نانيانج إن نوافذهم تقلل استهلاك الطاقة في أبنية المكاتب بنسبة تصل إلى 45 في المئة.
ومع هذا، يبقى السؤال الأهم، هل يتخلى المستخدمون المحتملون لهذه النوافذ عن رؤية المناظر المحيطة بالمنزل مقابل توفير الطاقة؟

– المصدر: علماء من سنغافورة يطورون «نافذة سائلة» موفرة للطاقة على موقع مرصد المستقبل.

مرصد المستقبل

مرصد المستقبل هي منصة علمية عالمية لاستشراف المستقبل تعمل على تغطية آخر ما توصل له العلم وقطاع التكنولوجيا باللغة العربية بشكل يومي من خلال المقالات البحثية والإنفوجرافيك والمواد المرئية. المرصد هو ناتج شراكة استراتيجية بين مؤسسة دبي للمستقبل وشركة مرصد المستقبل ذ.ذ.م. يتكون فريق العمل من خبراء ومحللين من كلتا المؤسستين لتعزيز العلم والابتكار في المنطقة.