مواد و ساخت پیشرفته

محققان فیلم‌های پلاستیکی جدیدی توسعه داده‌اند که در معرض نور خورشید همچنان دمای آنها پایین می‌ماند. این ماده در عین حال سبک، مستحکم و قابل انعطاف بوده و می‌تواند در رنگ‌های مختلف تولید شده و برای تنظیم دما بدون نیاز به صرف انرژی، در صنعت ساختمان و پوشاک مورد استفاده قرار گیرد. همچنین جهت استتار وسایل جنگی و ساخت سلول‌های خورشیدی مورد استفاده قرار گیرد.
محققان دانشگاه MIT، با مهندسی خواص و افزودن رنگدانه و نانو ذرات رنگی به ماده ارزان و معمول پلی اتیلن فیلم کامپوزیتی انعطاف‌پذیری با ترکیبی از انواع خواص نوری، حرارتی و مکانیکی ساخته‌اند. آنها دریافتند با کشیدن فیزیکی فیلم به درجه‌های مختلف می‌توان خواص نوری، مکانیکی و حرارتی ماده را تغییر داد. کشیدن فیلم سبب می‌شود، زنجیره‌های پلیمری در یک جهت و موازی یکدیگر قرار گیرند. این فرایند خواص جدید و سودمندی از جمله رسانایی حرارتی بالا، افزایش شفافیت، کاهش مه‌گرفتگی، بالا بردن نقطه ذوب و استحکام کششی به پلیمر می‌دهد.
برای ایجاد رنگ‌های متفاوت نانوذرات مختلفی قبل از کشیدن به پلیمر اضافه می‌شود. در این فرایند می‌توان با کمک نانوذراتی که نور مرئی را جذب می‌کنند ولی امواج مادون قرمز خورشید را جذب نمی‌کنند، کامپوزیتی طراحی کرد که در معرض نور خورشید گرم نمی‌شود. همچنین می‌توان با استفاده از ذراتی که نور نیمه مادون قرمز را پراکنده می‌کنند، ماده‌ای ساخت که حرارت را گیر انداخته و نگه می‌دارد که جهت تولید پوشاک گرم کاربرد دارد. از طرف دیگر می‌توان طراحی ماده را به گونه‌ای انجام داد که با در لفافه کردن حرارت، به منظور استتار و مخفی نگه داشتن اشخاص و وسایل نقلیه از دوربین‌های دید در شب مورد استفاده قرار گیرد.
با توجه به این موارد، فیلم‌های با پارامترهای مه‌گرفتگی بهینه شده می‌توانند به عنوان لایه بالایی شفاف بر روی سلول‌های خورشیدی لایه نازک به منظور افزایش جذب نور خورشید و به طور همزمان کاهش دمای سلول خورشیدی و در نتیجه افزایش راندمان آن مورد استفاده قرار گیرند.

منبع:
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190402164526.htm