في ظل استمرار الاحتباس الحراري حول العالم، ينشغل العلماء بابتكار مقاربات لتبريد المباني من دون استعمال كميات هائلة من الطاقة، بما في ذلك مُركّب سيراميك التبريد القياسي وفائق البياض الذي طوّره باحثون من جامعة مدينة هونغ كونغ.
يُعرَف هذا العنصر باسم مادة «التبريد الإشعاعي السلبي»، وقد يصل مستوى انعكاسه الشمسي إلى درجة شبه مثالية (99.6%)، وهي نسبة قياسية بالنسبة إلى هذا النوع من المواد.
تُعتبر هذه المادة سهلة الصنع نسبياً، وقليلة الكلفة، ومستدامة، ومتعددة الاستعمالات. يمكن استخدامها فوق سقف مبنى أو في جدرانه للحفاظ على برودته تلقائياً. يقول الفريق المسؤول عن صناعة سيراميك التبريد إن هذه المادة قد تستغني عن أكثر من 130 واط من طاقة الحرارة في كل متر مربّع حين تبلغ الشمس ذروتها، ما يشير إلى أثر تبريد بارز.
يقول المهندس الميكانيكي، إدوين تسو شيان، من جامعة مدينة هونغ كونغ: «يضمن سيراميك التبريد خصائص بصرية متقدمة ويمكن استعماله على نطاق واسع».
يبدو أن هذه المادة مستوحاة من خنفساء السيفوشيلوس التي تحمل قشوراً بيضاء ساطعة في أنحاء جسمها. وعلى غرار قشور الخنفساء، يستفيد السيراميك من البنية النانوية المزوّدة بمسام مشابهة لحجم مختلف الأطوال الموجية الشمسية، ما يعني أن تنعكس المادة كلها تقريباً بدل أن يتم امتصاصها.
في الوقت نفسه، يضمن السيراميك انبعاثات حرارية مرتفعة للأشعة تحت الحمراء المتوسطة بنسبة تصل إلى 96.5%، ما يعني أن الحرارة الإجمالية التي يبثها المبنى قد تتسرب إلى الغلاف الجوي. باختصار، تتميز هذه المادة لأنها تعكس أشعة الشمس وتسمح بتسلل الحرارة، ما يؤدي إلى نشوء ظاهرة التبريد السلبي.
لا تقف الجوانب المبهرة عند هذا الحد، إذ تتجاوز المادة الجديدة أيضاً بعض المشاكل التي تطرحها خيارات التبريد الإشعاعي السلبي راهناً، منها مقاومة الطقس السيئ. هي قادرة على تحمّل درجات حرارة أعلى من ألف درجة مئوية، وقد تناسب المباني في جميع أحوال الطقس ومختلف المناخات برأي الباحثين.
نُشِرت دراسة ثانية عن الموضوع نفسه للتو، وهي تُفصّل مدى قدرة مادة تبريد زجاجية مثل السيراميك على بث الحرارة وعكس أشعة الشمس. مجدداً، تميّزت المادة الجديدة باستمراريتها وتعدد استعمالاتها.
تسمح هذه الخصائص بتخفيف الحاجة إلى تشغيل مكيفات الهواء على مر اليوم: من خلال اختيار المواد المناسبة لبناء الأسطح، يمكن تخفيض مستوى استعمال الطاقة والحرارة الداخلية. لا يزال العمل على تطوير مواد التبريد الإشعاعي السلبي مستمراً.
في النهاية، يستنتج تسو: «تكمن أهمية سيراميك التبريد في قدرته على تلبية متطلبات التبريد الإشعاعي السلبي عالي الأداء وإمكانية استعماله في بيئات متنوعة على أرض الواقع».
نُشـــــــــــــــــــــرت نتائــــــــــــــــــــــــــــج البحـــــــــــــــث في مجلة «ساينس».
