فیزیک‌دانان به رکورد جدیدی برای کاهش دما به روش سرمایش تشعشعی دست یافتند. سیستم های سرمایشی آینده می تواند با این فناوری باشد. تابش گرما از محیط به فضا!
سیستم سرمایش تشعشعی
سیستم‌های خنک‌کننده هوای آینده می‌توانند با تاباندن گرما به فضا، کار کنند!
با دمایی به سردی منفی ۲۷۰ درجه سانتیگراد، فضا جای بسیار خوبی برای جذب گرما می‌باشد. در این روش گرما از سطح زمین به بیرون از جو تابانیده می‌شود.
"ژن چن" ( Zhen Chen) و همکارانش در دانشگاه استنفورد (Stanford University)، دمای یک ساتع‌کننده‌ی حرارتی (thermal emitter ) که وسیله‌ای است که میزان دفع گرمای آن از جذب گرمایش بیشتر است، را به ۴۲.۲ درجه سانتیگراد پایین‌تر از دمای هوای پیرامونش رسانیدند.
چن گفت: راز بدست آوردن سرمایش با عملکرد بالا، جفت‌سازی هر چیزی که می‌خواهی خنک کنی با فضای خارج از جو و ناجفت‌سازی آن با پیرامونش است.
پژوهشگران ساتع‌کننده را در یک محفظه‌ی خلاء قرار داده و آن را کاملا ایزوله کردند.با اینکار جلوی هرگونه انتقال حرارت رسانش و همرفت را به آن گرفتند. زیرا این انتقال حرارت می‌توانست ساتع‌کننده را گرم کند. گرمای حاصل از ساتع‌کننده به وسیله یک پنجره با طراحیِ ویژه که به سمت آسمان صاف بود به بیرون فرستاده شد.
اتمسفر زمین، تشعشعات گرمایی با طول موج‌های بین ۷ الی ۱۳ میکرومتر را از خود گذر می‌دهد و به خارج جو زمین می‌فرستد. ولی بیشتر اشیا، گرمایی با طول موج‌های دیگری، از خود ساتع می‌کنند.
دستگاه ساتع‌کننده‌ی دانشگاه استنفورد به گونه‌ای طراحی شده بود که بیشتر گرمایی که می‌تاباند در این محدوده طول موج قرار بگیرد؛ بدین معنی که در یک روزِ با هوای صاف، طول موج بدون اینکه به اتمسفر برخورد کرده و به زمین بازگردانده شود، از آن گذر کرده و به فضا برود.
در نیم ساعت اول خارج کردن هوا از محفظه به وسیله پمپ، دمای ساتع‌کننده به ۴۰ درجه زیر دمای هوای پیرامونش کاهش یافت. و در ۲۴ ساعت بعدی، دمایش به طور میانگین ۳۷ درجه پایین‌تر از دمای هوای پیرامون بود و هنگامی که در معرض بیشترین گرمای خورشید قرار گرفت؛ بیشترین اندازه‌ی کاهش یعنی ۴۲.۲ درجه سانتیگراد پایین‌تر از دمای پیرامون را از خود نشان داد.
رکورد بیشترین کاهش دما
بیشترین کاهش گرما در تلاش‌های پیشین برای سرمایش تشعشعی، ۲۰ درجه سانتیگراد بوده است مگر اینکه در ارتفاع بالا و میزان رطوبت بسیار کم قرار بگیرند.
جرمی ماندی (Jeremy Munday) در کالج پارک از دانشگاه مریلند (University of Maryland in College Park) گفت که نتایج رکوردزننده این گروه به خاطر بهره بردن آنها از محفظه خلاء و سایه‌ی خورشید است، که از گرم شدن ساتع‌کننده به وسیله تشعشعات خورشید جلوگیری می‌کند. او افزود: اکنون با بهبود سیستم‌ها و دستگاه‌هایشان، آنها به دماهای بسیار پایین‌تر از دمای انجماد آب در طول روز دست می‌یابند.
چن گفت: "فناوری‌های مانند این را می‌توان برای خنک کردن غذا و دارو در جاهایی که دمای محیط بالا است بکار برد. علاوه بر آن، با این فناوری می‌توان واحدهای خنک کننده هوا در بالای ساختمانها کار گذاشت ".
البته برای تجاری کردن این فناوری در چنین کاربردهایی باید جایگزین ارزان‌تری به جای "سلناید روی" (zinc selenide) که در پنجره محفظه خلاء بکار برده می‌شود، پیدا کنیم.
"سلناید روی" ماده‌ای است که در تشعشع در طول موج‌هایی که برای گذر از جو و رفتن به فضا مورد نیاز است، بسیار کارآمد است.
برای کاربردهایی که تا این اندازه از سرمایش مورد نیاز نیست، می‌توان از موادی با اثرگذاری پایین‌تر به جای "سلناید روی" بهره گرفت. چن همچنین افزود که: دربسیاری از کاربردهای واقعی نیازی به چنان ماده‌ی شفافی نیست؛ بلکه می‌توان از مواد ارزان قیمت‌تر از قبیل سیلیکون یا آلومینیوم بهره گرفت.
پژوهشگران شرکتی را برای یافتن کاربردهای تجاری برای این فناوری، تاسیس کرده‌اند.ولی چن می گوید که این فناوری نمی‌تواند به بطور کامل جایگزین سیستم‌های خنک‌کننده‌ی امروزی شود زیرا هوای ابری، اثر سرمایش تشعشعی را از بین می‌برد.
لینک منبع خبر: