خلال صيف عام 2025، أدت موجات الحر الشديدة إلى إجهاد شبكات الطاقة في جميع أنحاء أمريكا الشمالية وأوروبا والشرق الأوسط، مما سلط الضوء على الحاجة المتزايدة إلى حلول تبريد مستدامة. مع اشتداد ظاهرة الاحتباس الحراري، يضع الاعتماد على وحدات تكييف الهواء عبئًا متزايدًا على البنية التحتية للطاقة. ومع ذلك، هناك تقنية متجذرة في الممارسات القديمة، ومعززة بعلم المواد الحديث، تقدم بديلاً واعدًا: التبريد الإشعاعي.
يستفيد التبريد الإشعاعي من العملية الطبيعية لتبديد الحرارة، وذلك باستخدام الدهانات والطلاءات والمنسوجات المتخصصة لتشتيت ضوء الشمس وإطلاق الحرارة دون الحاجة إلى مدخلات طاقة إضافية. يوضح البروفيسور كياو تشيانغ قان، أستاذ علوم وهندسة المواد والفيزياء التطبيقية في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية، أن التبريد الإشعاعي ظاهرة عالمية. وقال قان: "أي جسم تقريبًا سيمتص الحرارة من الشمس خلال النهار ويشع جزءًا منها مرة أخرى في الليل". تفسر هذه العملية سبب ظهور التكثف غالبًا على السيارات المتوقفة في الخارج طوال الليل؛ حيث تعمل أسطحها المعدنية على تبديد الحرارة في السماء، مما يؤدي إلى تبريد الأسطح إلى ما دون درجة حرارة الهواء المحيط، مما يؤدي إلى تكون الندى.
استخدم البشر التبريد الإشعاعي لآلاف السنين. في المناطق الصحراوية في إيران وشمال إفريقيا والهند، اعتاد الناس تاريخياً على تصنيع الثلج عن طريق ترك برك من الماء معرضة لليالي الصافية، مستفيدين من التبريد الإشعاعي لتجميد الماء. تعمل التطورات الحديثة في علم المواد الآن على تحسين هذه التقنية القديمة. يقوم الباحثون بتطوير الدهانات والطلاءات والمنسوجات المصممة لزيادة انعكاس الطاقة الشمسية والانبعاث الحراري إلى أقصى حد. يمكن تطبيق هذه المواد على المباني والمركبات والملابس لتقليل امتصاص الحرارة وتعزيز التبريد.
إن الآثار المترتبة على التبني الواسع النطاق للتبريد الإشعاعي كبيرة. من خلال تقليل الطلب على تكييف الهواء التقليدي، يمكن للتبريد الإشعاعي تخفيف الضغط على شبكات الطاقة وخفض استهلاك الطاقة وتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. علاوة على ذلك، يمكن لهذه التقنيات تحسين الراحة الحرارية في المناطق التي تفتقر إلى الوصول الموثوق إلى الكهرباء.
يركز البحث الحالي على تعزيز الأداء والمتانة وقابلية التوسع في مواد التبريد الإشعاعي. يستكشف العلماء مواد جديدة، مثل المواد الفوقية والهياكل الفوتونية، لتحسين انعكاس الطاقة الشمسية والانبعاث الحراري عبر مجموعة واسعة من الظروف البيئية. يعد تطوير حلول تبريد إشعاعي فعالة من حيث التكلفة وسهلة النشر أمرًا بالغ الأهمية للتبني على نطاق واسع وتخفيف آثار الاحتباس الحراري.
Discussion
Join the conversation
Be the first to comment