تجاری‌سازی شیشه‌های عایق و شفاف کمکی به ارزان شدن پنجره‌های کارآمد

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، ایروشیلد (AeroShield) در حال کار روی تجاری‌سازی یک ماده شفاف و سبک وزن است که وقتی بین دو صفحه شیشه قرار می‌گیرد، پنجره‌هایی تولید می‌کند که عایق‌تر از گزینه‌های حجیم‌تر و گران‌تر فعلی هستند. این شرکت با کاهش ابعاد ذرات به مقیاس نانو و بهره‌گیری از آئروژل، شیشه‌های عایق و شفاف تولید کرده است. این ماده جدید توسعه یافته در ایروشیلد می‌تواند روزی به ارزان‌تر کردن پنجره‌های کارآمد برای صاحبان خانه و مشاغل کمک کند. تحقیقات اولیه توسط این شرکت نشان می‌دهد که پنجره‌های حاوی مواد آن‌ها می‌توانند هزینه‌های گرمایش و سرمایش منازل را تا 20 درصد کاهش دهند. نمونه‌های اولیه را می‌توان تا پایان سال 2022 در پروژه‌های نمایشی نصب کرد و این محصولات می‌توانند در سال 2023 یا 2024 وارد بازار‌های گسترده‌تر شوند. الیز استروباخ، یکی از بنیان‌گذاران این شرکت، گفت: «ما واقعاً از تغییری که می‌توانیم با ایجاد طرح‌های بهتر و برخی محصولات بهتر در صنعت ایجاد کنیم، هیجان‌زده هستیم.» از آنجایی که کشور با نیاز فوری به کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای دست و پنجه نرم می‌کند، مصرف انرژی ساختمان‌ها یک مشکل کلیدی برای حل است. بر اساس گزارشی از مرکز راه‌حل‌های آب و هوا و انرژی، یک سازمان غیرانتفاعی آب و هوا و انرژی پاک مستقر در ویرجینیا، احتراق سوخت فسیلی در ساختمان‌ها حدود 29 درصد از انتشار گاز‌های گلخانه‌ای در آمریکا را در سال 2018 تشکیل می‌دهد. کاهش این گاز‌های گلخانه‌ای مستلزم تغییر از سوخت‌های فسیلی به برق در هر زمان ممکن، تولید برق پاک‌تر در شبکه و کاهش مصرف کلی انرژی است. یک راهبرد کلیدی برای کاهش مصرف انرژی، ایجاد پوشش‌های ساختمانی بسیار محکم است. استروباخ انتظار دارد که ایروشیلد به پنجره‌های دوجداره اجازه دهد تا عایق‌تر از شیشه‌های سه‌جداره باشند، اما وزن سبک‌تر و قیمت پایین‌تری داشته باشند. پنجره‌های ایروشیلد همچنین ممکن است انعطاف‌پذیرتر از پنجره‌های آب‌بندی شده با خلاء باشند. توسعه فناوری ایروشیلد با تحقیقاتی که استروباخ برای دکترای خود در مؤسسه فناوری ماساچوست انجام داد، شروع شد. این استارت‌آپ از ابتدای کار خود به دنبال راه‌هایی برای عایق‌بندی بهتر پنل‌های خورشیدی به منظور تولید انرژی موثرتر بود. استروباخ به آئروژل سیلیکا نگاه کرد که، علیرغم آنچه از نامش پیداست، چسبنده یا سیال گونه نیست. این ماده یک شیشه جامد بسیار سبک و بسیار متخلخل است که آنقدر عایق خوبی است که ناسا از آن برای محافظت از تجهیزات حیاتی استفاده کرده است. آئروژل‌ها برای اولین بار در سال 1931 اختراع شدند و فناوری جدیدی نیستند. با این حال، سیلیکا ایروژل همیشه آبی کم رنگ و کدر بوده است و بیش از حد مات بوده که اجازه نمی‌دهد نور خورشید کافی به پنل‌های خورشیدی برسد. هدف استروباخ این بود که بفهمد چگونه این مواد را شفاف کند. تحقیقات او حتی فراتر از هدف اصلی او موفقیت‌آمیز بود. موادی که او ایجاد کرد اجازه می‌داد نور خورشید به اندازه کافی عبور کند. تیم او نانوذرات شیشه و منافذ بین آن‌ها را کوچکتر از طول موج نور مرئی ساخته است، بنابراین، در ماده نهایی، نور با مواد برهمکنش نمی‌کند.