بخش 5-A1.3
🤖 حاشیهنویسی هوش مصنوعی
شیشههای نانوبی — شیشههای نانوساختاری و عملکردی برای ساختمان
مروری مختصر بر شیشههای نانوبی: انواع، سازوکارها و کاربردهای ساختمانی در پنجرهها، نماها و سامانههای خورشیدی.
۵-پ۱-۳ شیشههای نانویی
۵-پ۱-۳-۱ شیشههای کم گسیل
شیشههای کم گسیل قادر به کاهش انتشار امواج گرمایی با طول موج بلند هستند. این شیشهها دارای دو مشخصه کلی هستند که عبارتاند از:
شفاف بودن نسبت به نور مرئی و توانایی بالا در عبور نور مرئی
قابلیت بازتابش زیاد اشعه مادون قرمز
۵-پ۱-۳-۲ شیشههای ترموکرومیک
شیشههای ترموکرومیک شیشههایی هستند که ویژگیهای انتقال نور آنها با تغییر دما و حرارت، به صورت برگشت پذیر تغییر میکند. کاربرد این شیشهها در ساختمان، در و پنجرههایی است که به منظور تنظیم دمای اتاق مورد استفاده قرار میگیرند. ماده مورد استفاده در این شیشهها دارای یک دمای بحرانی است. هنگامی که دما کمتر از این دمای بحرانی باشد، این ماده نیمه رسانا شده و نسبت به اشعه مادون قرمز نسبتاً شفاف میشود. از طرف دیگر، در دماهای بالاتر از این دما، میزان عبور اشعه مادون قرمز کاهش پیدا میکند. شیشههای ترموکرومیک به وسیله المانهای حرارتی نیز میتوانند فعال شوند، اگرچه بازدهی انرژی در این حالت پایین است.
۵-پ۱-۳-۳ شیشههای فوتوکرومیک
شیشههای فوتوکرومیک شیشههایی هستند که ویژگیهای انتقال نور آنها بسته به شدت تابش و طول موج نور ورودی، به صورت برگشت پذیر تغییر میکند. مراکز رنگی شیشههای فوتوکرومیک در اثر تابش شدید اشعه فرابنفش و امواج مرئی با طول موج کوتاه، فعال میشوند و تغییر رنگ میدهند. در این حالت شیشه، تنها اجازه ورود نور کافی برای روشنایی را میدهد و از ورود نور اضافی که باعث تابش خیره کننده میشود، جلوگیری میکند.
۵-پ۱-۳-۴ شیشههای الکتروکرومیک
شیشههای الکتروکرومیک شیشههایی هستند که ویژگیهای انتقال نور آنها در اثر اعمال میدان الکتریکی به صورت برگشت پذیر تغییر میکند. کاربرد این شیشهها در ساختمان در و پنجرههایی است که میزان عبور اشعه مادون قرمز با اعمال میدان الکتریکی، تغییر میکند و معمولاً برای تنظیم دمای اتاق به کار میروند. این شیشهها که شیشههای اختفا نیز نامیده میشوند، میتوانند فوراً از حالت شفاف به نیمه شفاف و مات و برعکس تغییر کنند. این تغییر حالت از طریق دستی و تغییر ولتاژ اعمالی ایجاد میشود. وقتی که ولتاژ در حالت خاموش قرار میگیرد، این شیشهها شفاف میشوند، میزان عبور اشعه مادون قرمز افزایش پیدا میکند و در نتیجه دمای داخلی ساختمان افزایش پیدا میکند. در حالت روشن، شیشه مات یا نیمه شفاف میشود، میزان جذب و انعکاس مادون قرمز افزایش مییابد و مانع از گرم شدن دمای داخلی ساختمان میشوند. گروهی از اکسیدهای عناصر فلزی واسطه دارای خاصیت الکتروکرومیک هستند که در این میان نانواکسید تنگستن کاربرد بیشتری پیدا کرده است. شیشه الکتروکرومیک از یک پوشش پنج لایه به ضخامت تقریباً یک میکرومتر تشکیل شده است که بر روی سطح شیشه بازنشانی شده است.
۵-پ۱-۳-۵ شیشههای خودتمیزشونده
شیشههای خودتمیزشونده، شیشههایی هستند که بر اساس عملکردهای مختلفی که وابسته به ویژگیهای سطحی و نوع آنها است، کمتر کثیف میشوند و در صورت کثیف شدن، آلودگیهای روی آنها به راحتی شسته و برداشته میشود. همچنین امکان خنثی سازی آلودگیها توسط پوششهای فوتوکاتالیستی امکان پذیر است. این شیشهها از نظر ویژگیهای سطحی شیشه به دو دسته کلی تقسیم میشوند:
شیشههای فوق آبدوست خودتمیز شونده،
شیشههای فوق آبگریز خودتمیز شونده
۵-پ۱-۳-۶ شیشههای ضد انعکاس
شیشههای ضد انعکاس، دارای پوششی هستند که باعث کاهش انعکاس و افزایش عبور نور از سطح شیشه میشود. پوششهای ضد انعکاس معمولاً از لایههای متناوب دی الکتریک با ضرایب شکست بالا و پایین تشکیل میشوند که در این میان، استفاده از لایههای اکسید تیتانیوم و سیلیس رایجتر است. پوششهای ضدانعکاس دی الکتریک چند لایه میتوانند عبور نور مرئی را افزایش دهند. پوششهای ضدانعکاس تک لایه متخلخل با ضریب شکست پایین نیز در سلولهای خورشیدی کاربرد فراوان دارند. در این پوششها به عنوان مثال از نانوذرات متخلخل استفاده میشود. انواع دیگری از پوششهای ضدانعکاس وجود دارند که علاوه بر نور مرئی، عبور طول موجهای نزدیک مادون قرمز از طیف خورشیدی را نیز بهبود میبخشند.
۵-پ۱-۳-۷ شیشههای ضد اثر انگشت
شیشههای ضد اثر انگشت، شیشههایی هستند که به خاطر وجود نانوذرات در ساختار آنها و ایجاد خواص سطحی ویژه مانند آب گریزی و روغن گریزی، در مقابل چسبیدن آلودگی ها (چربی پوست یا سبوم و دیگر آلودگیهای روی انگشت) مقاومت نشان میدهند. همچنین آلودگیهای روی سطح آنها به راحتی تمیز میشوند. در مواردی نیز ویژگیهای انکسار نور آنها به نحوی است که اثر انگشت ایجاد شده روی آنها، غیر قابل رویت است.
۵-پ۱-۳-۸ شیشههای ضدمه
تشکیل مه روی سطح شیشه زمانی اتفاق میافتد که رطوبت موجود در هوا روی سطح سردتر شیشه دچار میعان شده و قطرههای آب تشکیل دهد. این قطرات که دارای اندازههایی از چند میکرومتر تا چند میلیمتر هستند، تمایل به پخش نور، انعکاس ساده یا انعکاس آن به صورت تصادفی دارند که در هر دو حالت، وضوح دید به شدت کاهش مییابد. شیشههای ضد مه نانو، شیشههایی فوق آبدوست هستند و از آنجایی که در سطوح فوق آبدوست به جای قطره، یک لایه نازک آب تشکیل میشود، این سطوح به طور طبیعی خیلی سریع خشک میشوند و از تشکیل مه و کاهش وضوح دید ممانعت به عمل میآید.
۵-پ۱-۳-۹ شیشههای ضد خراش
شیشههای ضدخراش نانو، شیشههایی هستند که مقاومت به خراش آنها با استفاده از پوششهایی همچون پوششهای حاوی نانوذرات یا نانوکامپوزیتهای مختلف بهبود یافته باشد. اندازه نانومتری این ذرات علاوه بر کاهش میزان مصرف ماده نسبت به ذرات بزرگتر، باعث حفظ شفافیت پوشش میشود.
۵-پ۱-۳-۱۰ شیشههای ضد غبار
آن دسته از عوامل مخرب که باعث افزایش رسوب خاک روی سطح میشوند، غبارگیری نامیده میشوند. دمای بالا، چرخههای دمایی، تابش فرابنفش، رطوبت و بارهای مکانیکی مثالهایی از این عوامل مخرب هستند. اثر ضدغبار بر اساس خاصیت آبگریزی یا آبدوستی سطح است. سطوح آبگریز، انرژی سطحی پایین و زاویه تماس سطح و آب بالا دارند. در مقابل سطوح آبدوست، انرژی سطحی بالا و زاویه تماس پایین دارند. بیشترین کاربرد این شیشهها در سلولهای خورشیدی است. در این مورد، ذرات گرد و غبار نور خورشید را جذب و بازتابش میکنند. این پدیده باعث کاهش عبور نور و کاهش بازده کلکتور میشود.
۵-پ۱-۳-۱۱ شیشههای سولار کنترل
شیشههای سولار کنترل، شیشههایی هستند که توانایی انعکاس یا جذب بخش نزدیک به مادون قرمز از طیف تابش خورشیدی را دارند و در عین حال توانایی بالا در عبور نور مرئی از ویژگیهای لازم آنها است. این شیشهها از افزایش دما و همچنین تابش خیره کننده جلوگیری میکنند.
۵-پ۱-۳-۱۲ شیشههای آبگریز و فوق آبگریز
شیشههای آبگریز، شیشههایی هستند که دارای پوششی با انرژی سطحی پایین هستند و میزان ترشوندگی آنها ناچیز است. زاویه تماس آب، بیان مستقیمی برای تعریف ترشوندگی یک سطح است.
۵-پ۱-۳-۱۳ نانو شیشههای رنگی
نانو شیشههای رنگی، شیشههایی هستند که برای رنگ کردن آنها از نانوکریستالهای فلزی و غیرفلزی استفاده میشود. این کریستالهای فلزی میتوانند شامل نانوذرات مس، طلا، نقره، بیسموت و پلاتین باشد. همچنین کادمیوم سولفوسلنید، سولفید کادمیوم و سولفید آنتیموان مثالهایی از نانو کریستالهای غیرفلزی مورد استفاده برای رنگ کردن شیشهها هستند. شیشه بسته به اندازه نانوذرات انتخابی، رنگها و ویژگیهای خاصی به دست میآورد.
نظرات (0)
برای ثبت نظر، لطفا وارد شوید یا ثبتنام کنید.
در حال بارگذاری نظرات...