آجرهای خنک‌کننده از خلاقانه ترین کشفیات به عنوان یکی از مصالح نوین ساختمانی 2022 می باشند. آجر خنک‌کننده در لیست مصالح ساختمانی جدید برای دیوار قرار دارد. آجرهای خنک‌کننده که به آجرهای هیدرو سرامیکی نیز معروفند از ترکیب خشت با هیدروژل ساخته شده اند. آجرهای هیدرو سرامیکی مناسب دیوارهای پیرامونی ساختمان ها می باشند.

مکانیسم عملکرد آجرهای خنک‌کننده بدین صورت است که با ورود هوا، مواد هیدروژل، آب را جذب و درون آجر ذخیره می کنند. این آب برای خنک کردن ساختمان ها در روزهای گرم معجزه خواهد کرد. آجرهای هیدروسرامیکی مناسب ترین مصالح جدید ساختمانی برای دیوار ساختمان های تجاری به خاطر کاهش مصرف انرژی می باشند.

هیدرو سرامیک به گفته کارشناسان از جمله مصالح ساختمانی جدید است که می تواند به طور موثری جایگزین سیستم تهویه مطبوع ساختمانی شود. این مواد که از حباب های هیدروژل تشکیل شده است که می تواند به طور موثری ۴۰۰ برابر حجمش آب را در خود ذخیره کند.

بنابراین متخصصان می گویند که در روزهای گرم تابستانی این حباب های آب ذخیره شده در هیدرو ژلها می توانند تبخیر شده و به طور برجسته ای باعث کاهش دمای فضای داخل اتاق شوند. بنابراین استفاده از این مصالح ساختمانی در داخل دیوارها و یا سایر اجزای ساختمان می تواند باعث صرفه جویی از لحاظ مصرف انرژی شود و از لحاظ اقتصادی بسیار به صرفه است.

هیدروژل ها شبکه های پلیمری سه بعدی هستند كه قابليت جذب بسیار زیاد آب یا سیالات زيستي را حتي زير فشار دارند. این ترکیبات بدون انحلال می توانند مقدار زیادی آب جذب کنند. هیدروژل ها به روش شیمیایی یا فیزیکی شبکه ای می شوند. توجه روزافزون به هیدروژل هاي فيزكيي به دلیل راحتي نسبي فرايند و نبود شبکه ساز در سنتز آن هاست، در حالي که انواع شيميايي آن به دلیل استحکام مکانیکی خوب مورد توجه هستند. همچنين، هيدروژل هاي طبيعي به دليل تنوع، فراواني، ارزاني، تجديدپذيري، سمي نبودن و نيز زيست تخريب پذيري و زيست سازگاري نسبت به هيدروژل هاي سنتزي بسيار جالب توجه هستند. در چند دهه گذشته، هيدروژل ها به دلیل خواص منحصر به فرد در صنایع مختلف نظير غذایی، بسته بندی، داروسازي، کشاورزی، کاربردهای زیست پزشکی و زیست مهندسی و در ساخت دستگاه های فنی و الکترونیکی و نيز به عنوان جاذب برای حذف آلاینده ها در کاربردهای زیست محیطی به کار گرفته شده اند. با توجه به اهميت و قابليت هاي متنوع اين تركيبات به عنوان مواد اميدبخش در كاربردهاي مختلف، در مقاله حاضر، دست هبندی هیدروژل ها براساس ویژگی های مختلف، روش های تهیه و برخی از خواص و کاربردهای مهم آن ها در زمینه های مختلف مرور شده است.

نسخه نهایی، هیدروسرامیک، به عنوان یک دستگاه خنک کننده تبخیری عمل می کند که گرما را کاهش می دهد و رطوبت را افزایش می دهد، بنابراین هوای محیط داخلی را بین پنج تا شش درجه کاهش می دهد . هوش تعبیه شده آن عملکرد آن را مستقیماً با گرمای باد در فضای باز متناسب می کند. به عبارت دیگر، وقتی بیرون گرمتر است، فضای داخلی با کاهش طبیعی دمای آن واکنش نشان می دهد. در همین حال، هنگامی که تبخیر رخ نمی دهد، سیستم فضای بسته را خنک نمی کند. این نتایج با آزمایشی که برای آزمایش اثر هیدروژل و تعیین بهترین ماده برای نگهداری این ماده تنظیم شده بود، تعیین شد. خاک رس، آلومینیوم و اکریلیک در برابر یک متغیر کنترل شده آزمایش شدند، که به تعیین اینکه ماهیت متخلخل خاک رس آن را به کارآمدترین ابزار تبدیل می کند، کمک کرد.  این پروژه می‌تواند به صرفه‌جویی 28 درصدی در مصرف کلی برق ناشی از تهویه مطبوع سنتی کمک کند و می‌تواند به عنوان یک فناوری جایگزین کم‌هزینه برای ساختمان‌ها و خانه هوشمند استفاده شود، زیرا هم خاک رس و هم هیدروژل ارزان هستند.

تهیه کننده : محمدرضا زرکش

منبع ۱ 

منبع ۲ 

منبع ۳

سیمان ساطع کننده نور

تصور کنید در هنگام رانندگی طولانی با تاریک شدن هوا، زمین بزرگراه شروع به درخشیدن رنگ های سبز و  آبی کند و بر خلاف همیشه که شب ها دید برای رانندگان سخت می شود رانندگی امن تری را داشته باشید.

پس از تولید سیمان ساطع کننده نور توسط خوزه کارلوس روبیو در دانشگاه سن نیکولاس هیدالگو در مکزیک این رویا ها به واقعیت تبدیل شدند.

این ماده جدید می تواند مسیر های روشن برای اتومبیل ها ، کامیون ها ، دوچرخه ها و عابران پیاده بدون استفاده از برق را فراهم کند.

در حال حاضر تقریبا همه ی کشور ها برای حمل و نقل آسان به شبکه گسترده ای از جاده ها متکی هستند.

از آنجایی که تغییرات آب و هوایی زمین، جامعه را به سمت تولید مواد تجدید پذیر تحت فشار قرار می دهد. یافتن روشی کم کربن و کم مصرف برای روشن شدن جاده ها می تواند کمک شایانی به میزان مصرف انرژی و گرم شدن کره زمین بکند.

در حال حاضر در بازار جهانی تولید سیمان نزدیک به ۴ میلیارد تن است.

۱۴ سال پیش پروفسور روییو در پی مشکلات گرم شدن زمین به این فکر افتاد که سیمانی تولید کند که در طول روز انرژی خورشید را جذب کرده و شب آن را ساطع کند در واقع هدف او ایجاد یک سیستم روشنایی جاده است.

سیمان به صورت مخلوطی از شن و ماسه است که وقتی با آب مخلوط می شود حالت ژلی شکل پیدا می کند که وقتی سفت می شود باعث ایجاد کریستال هایی می شود که اجازه عبور نور خورشید را نمی دهد.

پروفسور روبیو طی ۹ سال آزمایش و تحقیق سر انجام به یک ماده ای رسید که این دانه های کریستال را از بین می برد و نور می تواند به عمیق ترین بخش های سیمان نفوذ کند همچنین در عین حال می تواند انرژی نور خورشید را جذب کرده و بعدا به صورت نور آزاد کند.

در واقع سیمان به عنوان یک وسیله ذخیره انرژی عمل می کند  و تمام نور خورشید را جذب کرده و در هنگام شب می تواند تا ۱۲ ساعت بدون استفاده از برق نور جاده ها را تامین کند.

مزایای بتن ساطع کننده نور

مزایای بتن ساطع کننده نور فراتر از طبیعت استقلال الکتریکی آن است.ماهیت ماده فسفر که از مواد آلی تشکیل شده است بعد از حدود سه سال بر اثر نور فرا بنفش از بین می رود اما ماهیت سیمان که دارای شن و ماسه است آن را به قدری محکم می کند که می تواند عمری حدود یک قرن را داشته باشد

مزایای دیگر سیمان

ترکیب ساده سیمان که از شن و ماسه ساخته شده است آن را با محیط زیست سازگار می کند. و همچنین شن و ماسه موادی است که به راحتی در دسترس است و تنها ضایعات تولیدی آن بخار آب است.

این سیمان با داشتن مزایای بیشمار زیست محیطی به زودی بزرگراه هایی با چراغ های درخشان را خواهد ساخت.

  منبع 

تهیه کننده : محمدرضا زرکش

انواع شیشه های هوشمند و تکنولوژی ساخت آنها

پیش از این استفاده از پنجره های معمولی مانند پنجره ترمال بریک و یو پی وی سی و حتی مدل های قدیمی رایج بوده است  اما امروزه با فناوری های جدید کم کم جای خود را به پنجره های هوشمند می دهند.

شیشه‌های هوشمند که با نام پنجره‌های هوشمند هم شناخته می‌شوند، بر اساس تکنولوژی به کار رفته در آن‌ها دارای انواع مختلفی هستند. شیشه هوشمند یا Smart Glass با استفاده از جریان برق قابلیت تغییر حالت از شفاف به مات یا روشن به تیره را دارند. این شیشه‌ها ورود نور خورشید و دید به فضا را کنترل می‌کنند. در ادامه این مقاله شما را با انواع شیشه‌های هوشمند بر اساس تکنولوژی آن‌ها آشنا می‌کنیم.

شاید به فکر تعویض پنجره یو پی وی سی باشید اما با خواندن این مقاله به فکر استفاده از تکنولوژی های جدیدتر میوفتید.

تکنولوژی شیشه هوشمند

شیشه‌های هوشمند از تکنولوژی PDLC برخوردارند. مایع پراکنده یا PDCL ، مخفف عبارتPolymer Dispersed Liquid Crystal ، یک کلاس از تکنولوژی‌های الکتریکی، فتونی و حرارتی است که در ساخت شیشه هوشمند استفاده می‌شود. تکنولوژی PDCL در دهه 1980 در ایالات متحده آمریکا ساخته شد و به ثبت رسید. از آن زمان به بعد این تکنولوژی بعنوان صنعتی جدید در سطح جهانی توسعه یافت.

فناوری الکتروکرومیک، در تکمیل عملکرد شیشه‌های هوشمند به کمک می‌آید. در واقع شیشه‌های الکتروکروماتیک، انواعی از شیشه‌ها هستند که با ورود جریان الکتریکی در طی یک واکنش شیمیایی، وضعیت شفافیت شیشه را تغییر می‌دهد

دلیل اهمیت شیشه‌های هوشمند

یکی از مهمترین دلایل اهمیت شیشه‌های هوشمند سازگاری آن با محیط زیست است. این شیشه‌ها پس از نسل شیشه‌های دوجداره که بعنوان عایق حرارتی و صوتی استفاده می‌شدند، روی کار آمده اند. پنجره هوشمند با کنترل عبور نور خورشید، به خاصیت عایق بودن پنجره‌های دوجدار می‌افزاید. به همین دلیل مصرف انرژی را کاهش می‌دهد. علاوه بر آن، در طراحی فضا، به دلیل خاصیت شفاف یا مات بودن آن، مورد استقبال طراحان زیادی قرار گرفته است.

اجزای شیشه‌های هوشمند

شیشه‌های هوشمند از 4 جزء اصلی تشکیل می‌شوند:

شیشه

میکروفیلم هوشمند

اینورتر برق

ریموت کنترل

در خصوص میکروفیلم‌ها باید گفت این فیلم‌ها خودشان از چند لایه تشکیل شده‌اند؛ لایه ابتدایی از ورق‌های پلیمری تشکیل شده. روی آن یک لایه نازک از ماده شفافی که حاوی جریان الکتریسیته است، پوشیده شده. بین این دولایه هم ماده‌ی PDLC قرار گرفته که همان تکنولوژی کریستال مایع است.

عملکرد این لایه‌ها به این صورت است که کریستال‌های مایع به صورت نامنظم در یک لایه پلیمری پخش شده‌اند؛ همین دلیل اصلی مات شدن شیشه است که پرتوهای نور را می‌شکند و فیلم را مات می‌کند. حالت شفاف آن هم با عبور جریان برق از دو لایه رسانا ایجاد می‌شود. در واقع جریان برق، تمام کریستال‌های نامنظم را هم جهت می‌کند تا عبور نور بدون شکست انجام شود؛ نتیجه آن شفاف شدن شیشه است.

لمینت

یکی از انواع شیشه های هوشمند ، شیشه هوشمند لمینت است. در این نوع میکروفیلم هوشمند بین دو شیشه لمینت و وکیوم می‌شود. این شیشه هوشمند ضد آب، آنتی استاتیک و آنتی یو وی است. برای دیواره حمام، درب اتومات، انواع پنجره‌ها، پارتیشن‌های اداری و دیواره‌های بیرونی استخر، می‌توان از نوع لمینت شیشه‌های هوشمند استفاده کرد.

شیشه هوشمند برچسبی

در شیشه‌های هوشمند برچسبی، میکروفیلم هوشمند به صورت ورقه‌ای که یک روی آن دارای برچسب است، پشت شیشه چسبانده می‌شود. این لایه از آنجایی که میان دو شیشه محصور نمی‌شود و در معرض ضربه، گرد و غبار، نور مستقیم و آب و مایعات قرار دارد، دوام و عمر کوتاه‌تری در مقایسه با شیشه‌های هوشمند لمینت دارد.

الکتروکرومیک

در این نوع از شیشه‌های هوشمند می‌توان سرعت انتقال نور را بر اساس میزان جریان الکتریکی تغییر داد. در واقع این شیشه‌ها دارای 3 حالت شفاف، نیمه مات و مات هستند. در واقع اگر تابش نور ملایم باشد، شفاف هستند و اگر از یک حدی نور شدیدتر باشد، به حات نیمه مات یا کاملاً مات تغییر حالت می‌دهند. این تغییر حالت برای شیشه‌های الکتروکرومیک کمی زمانبر است.

شیشه هوشمند LC

این شیشه‌ها مانند شیشه‌های هوشمند بر اساس تکنولوژی PDLC قبل از عبور جریان الکتریکی شفاف هستند. با این تفاوت که سرعت تغییر بین دو حالت مات و شفاف در شیشه‌های PDLC سریعتر از سایر فناوری‌ها هستند. از جمله کاربردهای شیشه‌های هوشمند LC در ساختمان‌های اداری و تجاری است؛ آن هم به دلیل خاصیت مات شوندگی آن‌ها بعنوان Privacy Glass است.

شیشه  SPD

این نوع شیشه هم مانند شیشه هوشمند LC و PDLC با برقراری جریان الکتریکی مات می‌شوند. این شیشه‌ها در حالت عادی شفاف هستند. یکی از ویژگی‌های شیشه‌های SPD و LC این است که برای مات ماندن، نیاز به جریان دائمی الکتریکی دارند.

شیشه ترموکرومیک

شیشه‌های ترموکرومیک برای تنظیم گرمای محیط داخلی ساختمان کاربرد دارند. این شیشه‌ها بر اساس میزان گرمای جذب شده، انتقال نور را کنترل می‌کنند. به همین دلیل در کاهش مصرف انرژی ساختمان تاثیر زیادی دارند.

شیشه فتوکرومیک

این شیشه‌ها عملکردی مانند تغییر رنگ برخی عینک‌ها به حالت عینک آفتابی زمانی که در مقابل آفتاب شدید قرار می‌گیرند، دارد. شیشه‌های فتوکرومیک در برابر اشعه ماوراء بنفش (UV) تغییر رنگ می‌دهند به همین دلیل گزینه‌های مناسبی برای استفاده در نمای ساختمان‌ها هستند.

انواع شیشه هوشمند از نظر کاربرد:

انواع شیشه هوشمند از نظر کاربرد را به دو مدل مات شونده و خود تمیز شونده تقسیم می‌شوند.

شیشه هوشمند مات شونده:

شیشه هوشمند مات شونده یا مات شو اتوماتیک، در هتل‌ها مکان‌های تجاری سازمان‌های بهداشت و درمان مجتمع‌های مسکونی بسیار استفاده می‌شود. طرفداران آن به دلیل خصوصیاتی چون بهبود ظاهر محیط داخلی، عمر طولانی آن، کاهش درخشش و کرنش چشم در کنار افزایش عملکرد فضا بسیار زیادتر از سایر انواع شیشه هوشمند می باشد. گران بودن و گرم کردن محیط به دلیل جذب نور تنها دو عیب این مدل می باشد.

شیشه هوشمند خود تمیز شونده:

این مدل شیشه‌ها با پوشش بیرونی خود از جنس دی اکسید تیتانیوم باعث تمیز ماندن سطح شیشه در همه شرایط می‌شوند. ساختمان های اداری مسکونی استخرها و بسیاری از مراکز صنعتی از این مدل شیشه هوشمند استفاده می‌کنند. صرفه جویی در وقت و هزینه، کاهش مصرف انرژی، افزایش مقاومت شیشه در برابر سایش، شفافیت بیشتر و جلوگیری از به جای ماندن رد انگشتان، آب و کثیفی از مزایای شیشه هوشمند خود تمیز شونده می باشد. بهتر است برای استفاده حداکثری از مزایای این مدل شیشه آن‌ها را در مکان‌هایی که مورد نور مستقیم خورشید قرار می‌گیرند استفاده کنید؛ چرا که در خورشید به گونه‌ای باعث فعال شدن آن می شود.

شیشه‌های آفتاب گیر:

شیشه های آفتاب‌گیر نیز نوعی از شیشه های هوشمند محسوب می‌شوند که نور خورشید کمتری را دریافت می‌نمایند. روش عملکرد شیشه های آفتاب‌گیر توسط فناوری نانو یا همان فناوری ترموکرومیک عمل می‌کنند.
روش عملکرد شیشه های آفتاب‌گیر به این صورت خواهد بود که ساختمان نور کافی را دریافت کرده اما شیشه‌ها مانع از جذب گرمای خورشید شده و در مقابل گرمای ناشی از نور آفتاب دارای نوعی عایق‌بندی هستند.
شیشه های هوشمند آفتاب‌گیر کمک شایانی به پایداری محیط‌ زیست کرده و برای نمای ساختمان‌های تمام شیشه ای که نور آن‌ها از طریق آفتاب تأمین می‌شود استفاده می‌گردد.

فناوری نانو با استفاده از چند روش سبب ایجاد شیشه آفتاب‌گیر شده که عبارت‌اند از:

پوشش‌هایی از جنس فیلم هوشمند که دارای حساسیت به طیف خاصی از نور مانند نور فروسرخ می‌باشند. زیرا نور فروسرخ سبب گرم‌تر شدن فضا شده و با جذب این طیف مانع از جذب گرما می‌شوند.

نمونه دیگر استفاده از فناوری نانو در ساختمان استفاده از عملکرد فتوکرومیک است که شبیه‌سازی شیشه مورداستفاده برای ساختمان با عینک‌های فتوکرومیک بوده و در عین انتقال نور با زدن یک دکمه سبب جذب گرمای آفتاب می‌شوند.

روش سوم استفاده از تکنولوژی الکتروکرومیک است که شیشه به تغییر دما حساس بوده و با افزایش دما به‌طور خودکار رنگ شیشه رو به تیرگی می‌رود.

بیشترین کاربرد شیشه آفتاب‌گیر برای نمای شیشه ای هوشمند بوده که نیاز به نور ناشی از تابش خورشید داشته اما گرما را دفع نماید.

نحوه‌ی کار شیشه‌های هوشمند :

امروزه می توان با استفاده از فناوری نانو، با کنترل خصوصیات مختص به شیشه، تغییراتی را در اتم های آن ایجاد کرد. برای مثال در صنعت شیشه می توان با استفاده از فناوری نانو شیشه های کنترل کننده انرژی و یا شیشه های محافظ آتش ساخت. شیشه ی کنترل کننده انرژی باعث کم کردن امواج ماورا بنفش و همچنین مادون قرمز می شود و نورهای مرئی را تنظیم می کند و از اتلاف انرژی جلوگیری می کند.

منبع

تهیه کننده : محمدرضا زرکش