Daha Fazla Işık ve Daha Az Isı Sağlayan Hidrojel Pencereler
Fotoğraf: Yeni hidrojel cam, görünür ışığın geçmesine izin verirken güneşten gelen ısıyı engelleme konusunda umut vaat etmekte.
Yaz mevsiminden sonra dünyanın pek çoğu sıcaktan bunaldı, binaları soğutmanın daha iyi yolları birçok insanın aklında. Çin’deki araştırmacılar, pencerenin ışığını engellemeden Güneş’ten gelen ısıyı seçici olarak engelleyebilen bir malzeme olan hidrojel camla donattılar.
Normal cam, görünür ışığın geçmesine ve odayı aydınlatmasına izin verecek şekilde tasarlanmıştır, ancak kızılötesi ışıkla etkileşimleri – ısı olarak hissedilir – daha az istenir. Cam, güneş ışığından gelen yakın kızılötesi radyasyonun geçmesine izin verirken, bir binayı ısıtmaya yarayan orta kızılötesi ışığın odadan kaçmasını önler. Bu boğucu ısı, yaz aylarında insanları klimayı daha sık çalıştırmaya ve dolayısıyla daha fazla enerji tüketimine neden olur.
Bu soruna karşı koymak için, Wuhan Üniversitesi’ndeki bilim insanları pencereler için ışıkla farklı şekilde etkileşime giren yeni malzemeler denediler. Camın üzerinde sadece birkaç milimetre kalınlığında bir hidrojel kaplama, dışarıdan gelen yakın kızılötesi ışığın daha fazlasını yansıtacak ve görünür ışığa şeffaf kalırken daha fazla orta kızılötesi ışığın içeriden kaçmasına izin verecek şekilde tasarlanmıştır.
Buradaki fikir, görünür ışığın fotonlarının suya 1 m’den (3.3 ft) fazla nüfuz edebilmesi, spektrumun yakın kızılötesi kısmındaki fotonların ise bunu yalnızca birkaç milimetre yapabilmesidir. Hidrojeller çoğunlukla su olduğundan, bu onu kullanışlı ve seçici bir bariyer yapar.
Fotoğraf: Yeni hidrojel camın özelliklerini gösteren bir diyagram./ Jia Fu, Chunzao Feng, Yutian Liao, Mingran Mao, Huidong Liu & Kang Liu.
Testlerde ekip, hidrojel camın kızılötesi ışığın %96’sına kadarını doğrudan uzaya yaydığını, çünkü bu dalga boylarının atmosfer tarafından bloke edilmediğini gözlemledi. Bu, diğer ışınım ile soğutma sistemlerine benzer şekilde, bir binanın içini daha serin tutmaya yardımcı olacaktır. -Bu arada normal cam %84 civarında yayılır.-
Daha da önemlisi, hidrojel cam normal camdan daha sönük görünmeyip biraz daha fazla ışığın geçmesine izin veriyor. Hidrojel tabakasının kalınlığına bağlı olarak, sıradan cam için %92,3’e kıyasla, görünür ışığın %92,8’ine kadar odaya girmesine izin verir.
Hidrojel camın performansı 20 x 20 x 20 cm (7,9 inç) ölçülerinde, kalın yalıtımlı duvarları ve büyük bir penceresi olan model evlerde test edildi. Sensörler, hidrojel camlı pencereler sayesinde model evlerin iç sıcaklıklığını 3,5 °C’ye (6,3 °F) kadar azaldığını gösterdi.
Ekip, bu malzemenin soğutma için enerji tüketimini azaltmaya yardımcı olabileceğini ve bunun hem çevreye hem de kullanıcının cüzdanlarına fayda sağlayacağını söylüyor. Hidrojeller aynı zamanda yaygın ve ucuzdur, bu nedenle piyasaya sürülmesi nispeten basittir. Bu da onlara diğer, daha karmaşık akıllı pencerelere göre bir avantaj sağlayabilir.
Araştırma, Frontiers of Optoelectronics dergisinde yayınlanmıştır.
Kaynak: newatlas.com
