نجح باحثون من جامعة رايس الأميركية، بالتعاون مع شركاء من جامعات دولية، في تطوير طلاء زجاجي مبتكر وشفاف يمكن أن يحدث ثورة في طريقة تدفئة المباني، خاصة في المدن ذات الشتاء القارس، وتم الإعلان عن هذا الإنجاز بدورية ” أدفانسد ماتريلز”.
يمنع هذا الطلاء -المصنوع من مزيج فريد من الكربون ومادة البورون نيتريد- تسرب الحرارة عبر النوافذ ويوفر في فواتير الطاقة من دون التأثير على دخول الضوء الطبيعي.
ولتبسيط فكرة هذا الطلاء المبتكر، يمكنك تخيله كـ”بطانية شفافة ذكية” توضع على النوافذ، فهي لا تُرى، لكنها تمنع تسرب الحرارة، تماما كما تفعل البطانية عند لف الجسم بها في يوم بارد، والمميز في هذه “البطانية الزجاجية” أنها لا تتأثر بالأمطار أو الشمس أو الخدوش، وتُركب من الجهة الخارجية للنوافذ، وهو ما لم يكن ممكنا مع الطلاءات التقليدية.
كيف يتم تصنيع الطلاء الجديد؟
واعتمد الباحثون في تصنيع الطلاء الجديد على تقنية دقيقة تُعرف بـ”الترسيب بالليزر النبضي”، إذ تُستخدم نبضات ليزر عالية الطاقة لتبخير مادة صلبة تُسمى “الهدف” ، ثم تترسب جزيئاتها على سطح الزجاج لتكوين طبقة رقيقة جدا.
لكن ما يميز هذا الطلاء عن غيره هو أن الهدف المستخدم لم يكن “بورون نيتريد” نقيا فقط، بل كان مشوبا بنسبة دقيقة من الكربون، فعند تسليط الليزر على هذا الخليط، تتبخر جزيئات البورون نيتريد والكربون معا، وتترسب لتكوين طلاء شفاف، قوي، وذي قدرة عالية على عكس الحرارة.
وقد أوضح الباحثون في البيان الصحفي الرسمي -الذي أصدرته جامعة رايس- أن إضافة الكربون تُغير بشكل جذري خاصية “الانبعاثية” للطلاء، أي كمية الحرارة التي يطلقها الزجاج نحو الخارج، مما يجعله أكثر فاعلية في الحفاظ على دفء المبنى، من دون التضحية بالشفافية أو مقاومة الطقس.
توفير ملموس في استهلاك الطاقة
وفي تجارب محاكاة أجريت على مبانٍ في مدن مثل نيويورك وبكين وكالغاري، أظهر الطلاء الجديد توفيرا في الطاقة بنسبة 2.9% مقارنة بالطلاءات الحالية، ورغم أن الرقم يبدو ضئيلا، فإنه يحمل وزنا كبيرا عند تطبيقه على نطاق واسع، خاصة أن الولايات المتحدة وحدها تركب أكثر من 4 مليارات قدم مربع من الزجاج الجديد سنويا.
ومن الناحية الاقتصادية، يتميز الطلاء باستخدام مواد أقل تكلفة من الفضة أو أكسيد الإنديوم المستخدمين في الزجاج العازل التقليدي، مع قدرة تحمل أفضل في مواجهة الرطوبة وتقلبات الطقس.
وحسب ما ذكره الباحثون، فإن هذه التقنية قابلة للتطبيق على مواد أخرى مثل البلاستيك والمنسوجات، وربما حتى الأسطح البيولوجية، مما يفتح الباب أمام استخدامات أوسع في المستقبل.
وعلق البروفيسور يي لونغ، من الجامعة الصينية في هونغ كونغ، على الابتكار قائلا -في تصريح رسمي حصلت الجزيرة نت على نسخة منه- إن “هذه أول طبقة عزل حراري توضع على الجهة الخارجية للنافذة، وتتفوق في كفاءتها على مثيلاتها الداخلية، إنها مناسبة جدًا للمدن كثيفة المباني التي تحتاج إلى حلول طاقة فعالة”.