پنجره‌هایی ارزان با قابلیت تغییر رنگ

چند سالی است که به دلیل کاربردهای مختلف چنین پنجره‌هایی، مدل‌های مختلفی از آنها طراحی و روانه بازار می‌شوند؛ با این حال، مهم‌ترین مشکلی که در این زمینه دیده می‌شود، قیمت تمام‌شده این پنجره‌هاست، به طوری که در برخی موارد به دلیل قیمت بالا، بسیاری از سازندگان از استفاده از آنها خودداری می‌کنند. به تازگی، گروهی از محققان راه تازه و جالب توجهی برای تولید چنین پنجره‌هایی ارائه کرده‌اند که پیش‌بینی می‌شود به دلیل پایین بودن هزینه به کار گرفته شده در ارائه آنها با استقبال قابل توجهی از سوی مصرف‌کنندگان روبه‌رو شود. این پنجره همراه با تغییر اوضاع جوی تغییر رنگ می‌دهند و این همه صرفا به دلیل استفاده از فیلم‌های باتری‌شکلی است که در ساختار آن دیده می‌شود. دکتر رابرت تنت از آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر آمریکا که در را‡س این تلاش جدید قرار دارد، در گفتگو با سیب از مزایا و جنبه‌های گوناگون این فناوری نوین صحبت کرده است. به اعتقاد او در چند سال آینده باید منتظر تغییر و تحولات زیادی در زمینه ساختمان‌سازی مدرن بود.

چه عاملی موجب شد تحقیقات خود را در زمینه این نوع پنچره‌ها آغاز کنید.

در حال حاضر، بحران انرژی بیش از هر چیز دیگری در دنیا نگران‌کننده شده است. بسیاری از دولت‌ها که به این موضوع واقف شده‌اند، تلاش می‌کنند تا با سرمایه‌گذاری‌های کلان در زمینه راه‌های نوین به‌کارگیری انرژی از اتلاف آن جلوگیری کنند. هم‌اکنون تحقیقات نشان می‌دهند که حجم قابل توجهی از اتلاف انرژی در پروژه‌های ساختمانی روی می‌دهد و این در حالی است که با افزایش جمعیت زمین، هر روز بر سازه‌های مسکونی و تجاری و اداری جهان افزوده می‌شود. پس به نظر می‌رسد باید کاری مهم در این زمینه انجام داد.

آیا آماری نیز در این زمینه در دست دارید؟

برخی مطالعات آماری نشان داده‌اند که تنها در آمریکا، حدود 30‌‌درصد از انرژی به کار گرفته شده در ساختمان‌ها از طریق دیوارها و پنجره‌ها اتلاف می‌شود که رقم قابل توجهی است. البته در بسیاری از کشورهای در حال توسعه جهان که شاید به ساختمان‌سازی اصولی توجه چندانی نمی‌شود، این رقم به مراتب بیشتر است. تجربه نیز نشان داده که در چنین کشورهایی حجم اتلاف انرژی به مراتب قابل توجه‌تر از سایر کشورهاست. در کنار این موارد باید به هزینه خیره‌کننده چند 10 میلیارد دلاری نیز اشاره کرد که برای تولید برق هزینه و البته حجم قابل توجهی از آن نیز تلف می‌شود.

کمی درباره پنجره‌هایی که از قابلیت تغییر رنگ برخوردارند صحبت کنید.

چند سالی است که دانشمندان به این نتیجه رسیده‌اند که می‌توان با کمی ابتکار عمل پنجره‌هایی تولید کرد که در واکنش به تغییرات جوی و دمایی تغییر رنگ داده و از همین قابلیت برای صرفه‌جویی در زمینه هزینه‌های مربوط به تولید و مصرف برق استفاده کرد. مبنای کار نیز بسیار ساده و قابل فهم است. این پنجره‌ها به گونه‌ای ساخته می‌شوند که زمستان‌ها حجم قابل توجهی از نور خورشید را جذب و تابستان‌ها نور را منعکس می‌کنند. بدین ترتیب، می‌توان تجسم کرد که تا چه حد در مصرف انرژی برق صرفه‌جویی می‌شود. زمستان‌ها که حجم قابل توجهی از انرژی برای گرمایش منازل و سازه‌ها به کار گرفته می‌شود، می‌توان از این پنجره‌ها به عنوان یاری‌رسان مطمئنی برای گرمایش منازل استفاده کرد. در عین حال، در تابستان نیز با انعکاس حجم قابل توجهی از نور خورشید به آسمان در خنک‌سازی محیط نقش مهمی ایفا می‌کنند و استفاده از سیستم‌های برقی سرمایشی نیز تا حد زیادی کاهش می‌یابد.

البته این فناوری در نوع خود جذاب و کاربردی است، اما به نظر می‌رسد چندان جدید نباشد. به نظر می‌رسد پروژه شما از حیث قیمت تمام شده برتری محسوسی به سایر فناوری‌های مشابه دارد.

بله، دقیقا همین گونه است. از چند سال پیش استفاده گسترده از این نوع پنجره‌ها در بسیاری از کشورهای پیشرفته جهان به یک رویه عادی تبدیل شده است و حتی در برخی موارد شنیده شده که استفاده از آنها به یک قانون اجباری تبدیل شده است. با این حال بالا بودن هزینه به کارگیری آنها یکی از مهم‌ترین موانع توسعه چنین فناوری در کشورهای در حال توسعه جهان بوده است. نکته مهم دیگر این است که در بسیاری از کشورهای در حال توسعه جهان، حجم قابل توجهی از جمعیت دیده می‌شود که درخصوص شیوه‌های اصولی مصرف بهینه انرژی اطلاعات دقیقی ندارند. ما در این پروژه جدید تلاش کرده‌ایم هزینه‌ها را تا حد زیادی کاهش دهیم تا بدین ترتیب استفاده از آنها در ابعاد گسترده تر را محقق کنیم.

تفاوت اصلی کار شما با سایر فناوری‌های مشابه فعلی در چیست؟

این نوع پنجره‌ها که در علوم نوین به سیستم‌های الکتروکرومیک شناخته می‌شوند، نوعی از پنجره‌ها به شمار می‌آیند که در صورت قرار گرفتن در میدان ضعیف الکتریکی تغییر رنگ می‌دهند. این پنجره‌ها به صورت سنتی از 2 الکترود جدا از هم ساخته می‌شوند که در میان آنها الکترولیت مخصوصی قرار گرفته است. یون‌ها می‌توانند از طریق این الکترولیت در جریان باشند. در این فناوری نوین الکترودهایی از جنس اکسید نیکل و تنگستن به کار گرفته می‌شوند. از آن گذشته، پیش ماده اصلی که برای ساخت این پنجره‌ها به کار گرفته شده نیز از مواد ارزانی است که ابتدا روی پنجره اسپری می‌شد و سپس حرارت می‌بیند. استفاده از این فرآیند موجب شده تا پنجره‌هایی تولید شوند که نه‌تنها توان بالایی در کاهش مصرف انرژی دارند، بلکه صرفه‌جویی مالی قابل توجهی نیز در ارائه آنها صورت گرفته است.

آینده این فناوری نوین را چگونه می‌بینید؟

به دلیل بحران فعلی که در زمینه انرژی در سراسر دنیا احساس می‌شود، پیش‌بینی می‌کنیم استفاده از نسل جدید این نوع پنجره‌ها به سرعت عملی شود. ما فکر می‌کنیم کشورهای در حال توسعه از جمله بازارهای هدف این فناوری نوین به شمار می‌آیند.

دکتر رابرت تنت در یک نگاه

دکتر تنت که در سال‌های اخیر همکاری فشرده و تنگاتنگی با آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر آمریکا داشته است، علاقه خاصی به حافظه‌های نیمه هادی داشته و تنها به دلیل همین علاقه بوده است که برای یک دوره 5‌‌ساله تحقیقاتی به این آزمایشگاه آمده است. با این حال او در ماه‌های اخیر و با گستردگی دامنه تحقیقات مربوط به فناوری نانو و کاربردهای آن، در پروژه‌های مختلفی حاضر شده است که طراحی و ساخت نسل جدیدی از پنجره‌ها با قابلیت تغییر رنگ ازجمله آنها بوده است. او مدرک دکتری خود را در رشته شیمی با گرایش الکتروشیمی از دانشگاه می‌سی‌سی‌پی گرفته است. تحقیقات مربوط به دوره پسا دکتری او نیز به کاربردهای مختلف نانوذرات فلزی در الکترونیک مربوط می‌شود.

مهدی پیرگزی