تقرير جديد: استخدام التبريد الإشعاعي لحماية الجليد من الذوبان تحت أشعة الشمس
نُشر تقرير جديد في مجلة Science Advances، لفريق من العلماء في الهياكل الدقيقة المتقدمة والهندسة وعلوم الغلاف الجوي والميكانيكا الدقيقة والفيزياء، في الصين والولايات المتحدة، ويشير التقرير إلى أن العلماء طوروا فيلم تبريد إشعاعي مصمم بشكل هرمي باستخدام جزيئات أسيتات السليلوز الوفيرة والصديقة للبيئة، حسب موقع فيز.
الحفاظ على الجليد
ويقول العلماء إن النتائج يمكن أن تكون طريقًا قابلًا للتطوير وقابل للضبط للحفاظ على الجليد والعناصر الحاسمة الأخرى للنظم البيئية، حيث يمكن لعملية الحفظ أن تؤثر على الجليد اليومي أو الطعام المثلج والرياضات المثلجة ومستويات الجبال الجليدية على ارتفاعات عالية أو خطوط عرض.
كما تُظهر الأبحاث كيف أن لوجستيات سلسلة التبريد وحدها تستهلك 11% من الكهرباء العالمية، وحوالي 2.5% من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في العالم للحفاظ على 40% من غذاء العالم.
كما يشير العلماء إلى أن قيود الموارد نشأت بشكل واضح بسبب تدفق الطاقة غير المتوازن بسبب ذوبان الجليد تحت ضوء الشمس، ومن الأهمية العملية موازنة ذلك وإنشاء مسار مستدام للحفظ السلبي لأنظمة الجليد تحت ضوء الشمس.
التبريد الإشعاعي
وأفاد العلماء أن تطوير أعمال الهندسة الحيوية في التبريد الإشعاعي أثناء النهار إستراتيجية تعمل على تحقيق التوازن بين تدفقات الطاقة، لذلك استخدم العلماء مجموعة من المواد والهياكل في هذه الأعمال بما في ذلك الهياكل الضوئية متعددة الطبقات أو المنقوشة، والأفلام المتعددة المسامية القائمة على الجسيمات النانوية، وخشب التبريد، والدهانات شديدة البياض مع انعكاس شمسي أكبر من 0.95. للحفاظ على الجليد تحت أشعة الشمس.
انبعاثات أشعة الشمس
ويقول العلماء إن المادة أظهرت سمات مواتية لتطبيقات التبريد عالية الأداء على نطاق واسع، وذلك بسبب النطاق العريض والانبعاثية العالية للأشعة تحت الحمراء، حيث تعمل المسام المصممة كمراكز نثر فعالة للإشعاع الشمسي الوارد لتقليل الحمل الحراري على الجليد تحت ضوء الشمس.
التبريد الإشعاعي
فأظهر الفريق كيف أتاح تأثير النطاق العريض والانعكاس الفعال لأشعة الشمس تحقيق التبريد الإشعاعي تحت أشعة الشمس، وذلك بناءً على النموذج النظري، حيث أظهر الفريق فيلمًا قائمًا على أسيتات السليلوز بهيكل مسامي، بأحجام مسام متعددة لدعم تشتت قوي وانعكاس لأشعة الشمس.
ولتحقيق ذلك، طوروا العلماء فيلمًا قابلًا للتوسع يعتمد على جزيء CA باستخدام الغزل الكهربائي باللفافة، وقدموا المظهر المجهري للمنتج مع الألياف النانوية المتصلة لتشكيل مسام متعددة بأحجام مختلفة، لتبديد ضوء الشمس بشكل مثالي.
التحليل البيولوجي
وأوضح الخبراء أن قابلية التحلل البيولوجي للمادة ساهمت في التنوع، بينما أثبتت اختبارات التعرض للتربة إمكانية توفير حماية صديقة للبيئة للجليد والثلج عند خطوط العرض المختلفة.
وأظهر العالم جينلي لي وزملاؤه القائمين على البحث كيف أن فيلم CA المصمم بشكل هرمي يوفر بفعالية تبريدًا إشعاعيًا صديقًا للبيئة وقابل للتطوير تحت أشعة الشمس.
وسلط الفريق الضوء على آلية الوظيفة وقابلية التحلل البيولوجي للمادة، وآثارها على حماية الجليد في الحياة اليومية والنظم البيئية، ويدعو العمل إلى بذل جهود عالمية أكثر اتساقًا وجماعية للحفاظ على مسار مستدام لحماية ذوبان الجليد مع التأثير المحتمل على المناخ.
