أنهت جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية "كاوست" عبر دراساتها البحثية تطوير غشاء فائق الامتصاص باستخدام طاقة الشمس والرطوبة للتبريد دون الحاجة إلى الكهرباء؛ وذلك مع تزايد درجات الحرارة الحارقة نتيجة تغير المناخ، وزيادة الطلب على مكيفات الهواء التي تستهلك الكثير من الطاقة؛ مما يشكل ضغطًا على شبكات الكهرباء، ويسهم في زيادة انبعاث غازات الاحتباس الحراري.
وقالت الدراسة أن مكيفات الهواء التقليدية تعتمد على التبريد القائم على الضاغط، وهي عملية تعمل عن طريق تحويل سائل التبريد من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، ثم العودة إلى الحالة السائلة مجدداً، وهي عملية كثيفة الاستهلاك للطاقة وضارة بالبيئة.
أوضحت أن الغشاء الذي طورته كاوست، يعمل بطريقتين طبيعيتين للتبريد هما: التبريد التبخيري والتبريد الإشعاعي؛ والتبريد التبخيري يشابه في مفهومة وظيفة التعرق في جسم الإنسان؛ فعندما تشعر بالحرارة، تفرز الغدد العرقية تحت الجلد العرق، الذي يتبخر مع الوقت ويمتص الحرارة معه، مما يجعلك تشعر بالانتعاش؛ حيث يعمل هذا الغشاء المطور بشكل مشابه عن طريق امتصاص الرطوبة من الهواء وتحريرها ببطء طوال اليوم، مما يشكل نسيمًا منعشًا؛ أما التبريد الإشعاعي، يعمل الغشاء خلالها كدرع يعكس أشعة الشمس بعيدًا عن المباني، ويمنعها من السخونة، ويعمل أيضًا على إطلاق الحرارة من جديد إلى الفضاء ليلاً وبشكل فعال".
وقالت الدراسة أن مكيفات الهواء التقليدية تعتمد على التبريد القائم على الضاغط، وهي عملية تعمل عن طريق تحويل سائل التبريد من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، ثم العودة إلى الحالة السائلة مجدداً، وهي عملية كثيفة الاستهلاك للطاقة وضارة بالبيئة.
أوضحت أن الغشاء الذي طورته كاوست، يعمل بطريقتين طبيعيتين للتبريد هما: التبريد التبخيري والتبريد الإشعاعي؛ والتبريد التبخيري يشابه في مفهومة وظيفة التعرق في جسم الإنسان؛ فعندما تشعر بالحرارة، تفرز الغدد العرقية تحت الجلد العرق، الذي يتبخر مع الوقت ويمتص الحرارة معه، مما يجعلك تشعر بالانتعاش؛ حيث يعمل هذا الغشاء المطور بشكل مشابه عن طريق امتصاص الرطوبة من الهواء وتحريرها ببطء طوال اليوم، مما يشكل نسيمًا منعشًا؛ أما التبريد الإشعاعي، يعمل الغشاء خلالها كدرع يعكس أشعة الشمس بعيدًا عن المباني، ويمنعها من السخونة، ويعمل أيضًا على إطلاق الحرارة من جديد إلى الفضاء ليلاً وبشكل فعال".
خفض 5 درجات مئوية
وأظهرت الدراسة أن هذا الغشاء يمكنه خفض درجات الحرارة بمقدار 5 درجات مئوية، "9 درجات فهرنهايت"، حتى تحت السماء الملبدة جزئيًا بالغيوم، وكل ذلك دون استخدام أي كهرباء، والذي يشابه خفض منظم الحرارة "الثرموستات" في مكيفات الهواء دون التضحية بالراحة، مشيرة إلى أن فوائد ذلك تمتد إلى ما هو أبعد بكثير من الراحة الشخصية؛ من خلال تقليل الاعتماد على مكيفات الهواء، حيث يمكن لهذا الغشاء أن يقلل إلى حد بعيد من انبعاثات الكربون؛ مما يقلل فواتير الكهرباء، ويجعله مجديًا اقتصاديًا.
كما توصلت الدراسة إلى أن السرية في هذا الغشاء هو مادة فائقة القدرة على امتصاص الماء وشائعة الاستخدام في المنازل، وهي بولي أكريلات الصوديوم التي تستخدم في حفاضات الأطفال؛ حيث تمتص هذه المادة الرطوبة كالإسفنجة، ثم تنتفخ لتشكل طبقة بيضاء رقيقة تعكس ضوء الشمس، وتطلق الحرارة، ويمكنها الحفاظ على الرطوبة للتبخر لاحقًا.
ويواصل علماء وباحثو "كاوست" تحسين وتطوير هذا الغشاء وتسهيل إنتاجه، وتطوير طرق تصنيع أسرع وأرخص، بالإضافة إلى تطبيق تقنية التبريد هذه في أسطح المباني والألواح الشمسية وأقمشة الملابس البيضاء؛ متوقعين أن يحدث هذا الغشاء المبتكر ثورة في طريقة تبريد منازلنا ومبانيّنا وحتى الأجهزة الإلكترونية، ويوفر بديلاً مستدامًا وصديقًا للبيئة لمكيفات الهواء التقليدية، ويمهد الطريق لمستقبل أقل حرارة وأكثر خضرة.