يبدو وكأنه سقف منتظم، وقد تم تزويد الجزء العلوي من السقف الذي ابتكرته جامعة ستانفورد بالعديد من تكنولوجيات التبريد المبتكرة التي يمكن أن تكون يوماً ما جزءاً من حياتنا اليومية، فمنذ عام 2013، شرع شانهوي فان، أستاذ الهندسة الكهربائية، وطلابه وشركاؤه في إجراء بحوث استخدمت هذا السقف بمثابة اختبار لعلم التكنولوجيا الفائقة التي يمكن أن تشكل مستقبل تكييف الهواء والتبريد التي لا تكاد تستخدم الطاقة.
وأظهرت البحوث التي نشرت في عام 2014 لأول مرة قدرات التبريد من خلال السطح البصري من تلقاء نفسها، والآن أظهرت بحوث فان وزملائه آسواث رامان، وإيلي غولدستين، أن النظام الذي يتضمن هذه الأسطح يمكن أن تتدفق منه المياه بدرجة حرارة أقل من الهواء المحيط، وتتم عملية التبريد بالكامل بدون كهرباء.
هذا البحث ينبني على عملنا السابق الذي يعول على التبريد من خلال إشعاعات في اتجاه السماء، ولكنه يأخذه إلى المستوى التالي، فهو يوفر لأول مرة مظهراً تكنولوجياً عالي الدقة لكيفية استخدام التبريد بالماء الإشعاعي لتبريد السوائل بشكل سلبي، وفي القيام بذلك، وربطه مع أنظمة تبريد أخرى لتوفير الكهرباء.. كما قال رامان، الذي شارك في قيادة هذا البحث الذي نشر في الرابع من سبتمبر.
إرسال الحرارة إلى الفضاء
والتبريد الإشعاعي هو عملية طبيعية تحدث من خلال الإفراج عن الجزيئات الحرارية، ويمكنك أن تشهد بنفسك ما يحدث للحرارة وكيف تبرد بعد غروب الشمس، هذه الظاهرة تكون ملحوظة بشكل خاص في الليالي التي ليست بها سحب، لأنه مع عدم وجود غيوم، فإن حرارتنا وحرارة كل شيء من حولنا تشع بسهولة من خلال الغلاف الجوي للأرض، لمساحات واسعة، باردة من الفضاء.
يقول فان، وهو كبير مؤلفي البحث: إذا كان لديك شيء بارد جداً – مثل الفضاء – ويمكنك تبديد الحرارة فيه، فيمكنك القيام بالتبريد دون أي كهرباء أو عمل، فقط تسمح للحرارة بالتدفق، فقط يسمح للحرارة أن تذهب من الأرض إلى الكون الواسع.
وعلى الرغم من أن أجسامنا تطلق الحرارة من خلال التبريد الإشعاعي إلى السماء والمناطق المحيطة بها، نعلم جميعاً أنه في يوم حار مشمس، لا يتيسر لنا التبريد الإشعاعي للسماء، وذلك لأن الحرارة الداخلة له من أشعة الشمس لن تتوازى مع التبريد الإشعاعي للجسم، وللتغلب على هذه المشكلة، يستخدم الفريق أسطح رقيقة متعددة الطبقات تعكس نحو 97% من أشعة الشمس، وفي الوقت نفسه تمكن من إرسال الطاقة الحرارية السطحية للفضاء من خلال الغلاف الجوي، وبدون حرارة الشمس، فإن تأثير التبريد من خلال الإشعاع للسماء يمكن أن يسمح بالتبريد لدرجة حرارة أقل من درجة حرارة الهواء حتى في يوم مشمس.
وقد قال جولدستين، المؤلف المشارك في هذه الورقة: مع هذه التكنولوجيا، لم نعد مقيدين بدرجة حرارة الهواء، لاعتمادنا على شيء أكثر برودة: السماء والفضاء.
وقد أجريت تجارب سابقة في عام 2014 باستخدام رقائق صغيرة من أسطح بصرية متعددة الطبقات، قطرها حوالي 8 بوصات، وأظهرت فقط كيف يبرد السطح نفسه.. وبطبيعة الحال، توسع الخطوة التالية من نطاق التكنولوجيا وسنرى كيف سنصل لنظام تبريد أكبر.