واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار» (HT-CSURE)
Hooshyar-Tavandar Common Subsidiary Unit for Research & Engineering
واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار» (HT-CSURE)
Hooshyar-Tavandar Common Subsidiary Unit for Research & Engineeringدستگاه ذخیره انرژی برای خانه ها بزودی از مرسدس بنز
به گزارش ایسنا و به نقل از سایت انرژی، این شرکت قصد دارد ماژول‌های باتری 2.5 کیلو وات ساعتی را با 20 کیلووات ساعت ترکیب کند تا به عنوان یک واحد مستقل و یا واحد ترکیبی با انرژی خورشیدی مورد استفاده منازل قرار گیرد.
این شرکت شعبه جدید خود در ایالات متحده را با نام واحد انرژی مرسدس- بنز آمریکا برای تولید محصولات جدید بازگشایی کرده است.
بوریس فون بورمان مدیرعامل این شعبه اظهار کرد که محصولات منحصربه‌فرد و روشی برای ذخیره انرژی در آب و برق و تجارت ارائه خواهند کرد که موجب صرفه‌جویی در هزینه‌ها خواهد شد.
از دیگر مزایای این روش استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی و ترکیبی است.
وی در ادامه افزود: در آینده نزدیک سیستم‌های عظیمی در مصارف صنعتی و تجاری توسط این شرکت عرضه خواهد شد.
معرفی آئروژل‌ها؛ خواص و کاربرد
(قسمت اول)
از لحاظ فنی و فناورانه آئروژل ها در حوزه های مختلف می توانند کاربرد داشته باشند که عبارتند از: میکروالکترونیک، مهندسی برق، در کشاورزی و داروسازی، در صنعت نفت و گاز یا در مهندسی معماری و ... . در این مطلب قصد داریم به معرفی، خواص و کاربردهای آئروژل ها بپردازیم.
آئروژل ها از مواد خاص به شمار می روند که خواص خیره کننده ای در مقابل حرارت نشان می دهند. آئروژل ها را می توان به عنوان موادی با پایین ترین چگالی نسبت به هر ماده شناخته شده دیگر تعریف نمود. این مواد بسیار سبک با ساختار نانو می باشند. در واقع آئروژل ها مواد جامد متخلخلی هستندکه از طریق یک فرایند سل-ژل (Sol-Gel) همراه با یک مرحله خشک کردن ویژه بدست می آیند. در اثر یکپارچگی، مواد متخلخل از نظر ریخت شناسی ، مشابه با رشته های مرواریدی هستند. این مواد نسبت جرم به سطح کوچک در محدوده 300-1000گرم برمترمربع دارند و هدایت حرارتی پایین دارند.
معرفی آئروژل ها
واژه ی آئروژل از دو کلمه هوا Air و ژل Gel تشکیل شده است، ژل شامل دوجزء است: 1-چارچوب ژل 2-ماتریس پرکننده آن. درمورد آئروژل پرکننده آن هواست.
آئروژل ها مواد جامد با تخلخل بالا (منافذ باز زیاد) ، مساحت سطح داخلی بالا و هدایت گرمایی پایین هستند، به همین دلیل دارای خصوصیات استثنایی و منحصر به فردی هستند. این مواد سرعت صوت پایین (عایق صوتی) و گذردهی اپتیکی یا نوری بالا دارند و به دلیل داشتن چگالی پایین به عنوان سبک ترین مواد جامد شناخته می شوند. آئروژل ها شامل نانوذراتی هستند که در یک شبکه سه بعدی با درجه تخلخل بالا قرار دارند.
این حفره ها قطرهای متفاوتی دارند و از چند نانومتر تا چند میکرومتر متغیر است. اندازه قطر حفره های مذکور معمولا در حد 10 نانومتر است. تقریبا 95 درصد حجم آئروژل ها را تخلخل یا حفره ها تشکیل می دهند.
آئروژل ها با نام بخار یخ زده، بخار جامد یا بخار آبی نیز نامیده می شوند. علت نامگذاری آئروژل ها به بخار آبی این است که آئروژل ها خاصیت عبور دهی نوری و پخش نور را دارا هستند. آئروژل ها بسیار متنوع هستند. آئرو ژل های ساخته شده از کوارتز، سیلیکا آئروژل نامیده می شوند. سیلیکا آئروژل حاوی ذراتی به قطر 2-5 نانومتر هستند. این ترکیبات دارای نسبت سطح به حجم بسیار بالا و مساحت سطح ویژه بالا هستند. تولید سیلیکا آئروژل ها کاربرد های فراوانی دارد مانند حامل های دارو. آئروژل های کربنی و آئروژل های کامپوزیتی با اجزایی شامل فلزات و پلیمر ها نیز مورد توجه هستند.
خواص آئروژل ها
خواص عایق بودن آئروژل ها: آئروژل ها بهترین مواد عایق حرارتی شناخته شده هستند. آئروژل ها کمترین میزان هدایت گرمایی را نسبت به دیگر عایق ها دارند. آئروژل‌ها اگر چه بسیار ترد هستند، می توانند بسیار شفاف ساخته شوند. هدایت پایین آئروژل ها از بافت متخلخل آنها سرچشمه می گیرد.
سیلیکا آئروژل ها در پنجره های عایق کاربرد دارند که مانع از ورود و خروج گرما می شوند.
از جمله مزایای دیگر آئروژل ها آتشگیر نبودن آن هاست. این عایق ها در سیستم های گرمایش و سرمایش، باتری های با کاربرد دمای بالا، عایق لوله ها، مخازن تحت گرما و سرما، لوله اگزوز ماشین، به عنوان پوشش جاذب انرژی خورشید در سلول های خورشیدی جهت ذخیره سازی انرژی و... می توانند به کار برده شوند.
خواص نوری : خواص نوری آئروژل ها به شرایط تولید آنها بستگی دارد. این مواد در روشنایی به رنگ زرد و در تاریکی به رنگ آبی دیده می شوند. روش های مختلف حذف حلال، حذف آب یا رطوبت از ساختار آئروژل و شرایط واکنش از جمله پارامترهای مهم و موثر در خاصیت نوری آئروژل ها مطرح هستند.
خواص اکوستیک (صوتی) : ساختار شبکه ای ویژه آئروژل ها در کارایی آکوستیک آن ها بسیار موثر است و تا حدودی به خواص الاستیکی آن ها نیز بستگی دارد. سرعت سیلیکا آئروژل در حدود 100-300 m/s است که کمترین مقدار در میان مواد جامد معدنی است. این مقدار در شیشه کوارتز 500m/s است.
هدایت گرمایی : هدایت گرمایی آئروژل ها تابعی از پارامترهای زیر است: 1-انتقال گرما بوسیله فازجامد 2-انتقال گرما بوسیله فازگازی 3-انتقال گرما بوسیله بازتابش. هدایت گرمایی فاز جامد با افزایش چگالی ،افزایش می یابد در حالی که هدایت گرمایی فاز گازی با افزایش چگالی کاهش می یابد و انتقال گرما از طریق تشعشع مستقل از چگالی آئروژل است. کمترین مقدار هدایت گرمایی آئروژل ها در چگالی 0.15 میلی‌گرم بر سانتی متر مکعب است. با توجه به مقدار کم ماده جامد و ساختار غیرمستقیم آئروژل هدایت جامد و گاز به شکل بارزی محدود می شود. در دماهای بالا عبور تابش قابلیت عایق حرارتی آئروژل را کاهش می دهد.
شیمی یکپارچگی آئروژل ها
خواص شیمیایی آئروژل ها به طبیعت گروه های سطحی بستگی دارد که تعیین کننده طبیعت آب دوست/آب گریز بودن آن هاست. از نظر شیمی تقویت خواص فیزیکی سیلیکا آئروژل ها بدون از بین رفتن دیگر خواص آنها لازم و ضروری است، بویژه وقتی که از اینها در ابر عایق ها حرارتی و ... استفاده می شود. شفافیت سیلیکا آئروژل ها مزیت مهم آنها در کاربردهای مختلف است.
برای این منظور دو فرایند قبل از خشکاندن آئروژل صورت می گیرد:
1- شستن ژل مرطوب با محلول اتانول و آب
2- مرحله پیرسازی (Aging) یعنی قرار دان ژل شسته شده در تماس با محلول اتانولی که شامل پیش ماده سیلیکونی مثلا تترامتیل ارتوسیلیکات است. با این فرایندها بدون اینکه خواص تراوایی آئروژل ها از بین برود، سختی آنها افزایش می یابد.
شیمی آبگریزی آئروژل ها
سیلیکا آئروژل ها خواص آبگریزی (Hydrophobicity) زیادی از خود نشان می دهند. ساختارهای آبگریز آئروژلی بوسیله Schwertfeger از متیل تری متوکسی سیلان و تترامتوکسی سیلان در شرایط بازی سنتز شدند و در متانول فوق بحرانی خشک شدند. در این روش خشکاندن با حرارت بالا منجر به آب گریز شدن سطح آئروژل ها می شود. آئروژل هایی که از 20 درصد متیل تری متوکسی سیلان تشکیل شده اند روی آب شناور می مانند وبنابراین آبگریز هستند. آبگریز کردن سیلیکا آئروژل بوسیله متیل تری-متوکسی سیلان در شکل 1 نشان داده شده است.
خواص مکانیکی آئروژل ها: یکی از مشخصات بارز آئروژل ها، سبکی و شکندگی آنهاست. در عین‌حال این مواد به اندازه کافی محکم هستند که بتوان آنها را با دست حمل کرد. قدرت فشردگی، قدرت کششی و الاستیسیته (Elasticity) آنها بسیار پایین است و بزرگی این خواص وابسته به بهم پیوستگی شبکه آئروژل و دانسیته پایین آن است. شکنندگی،انعطاف پذیری وپایداری ابعادی ازجمله پارامترهای مهم درخواص مکانیکی آئروژل هستند.
طی فرایند پیرسازی (Aging)، ژل های در محلول های الکوکسید قرار می گیرند و شبکه محکم تری می یابند. این فرایند، ژل ها را در مقابل فشار موئینگی مقاومتر می سازد و خواص مکانیکی آنها را بهبود می بخشد.
ادامه دارد...
مریم نایب زاده
بخش دانش و زندگی تبیان
کاغذ ضدحریق تولید شد
کاغذ ضدحریق تولید شد
محققان با استفاده از نانوسیم های حاوی نانوذرات، موفق به ساخت کاغذ ضدحریقی شدند که دارای خواص آنتی باکتریال است. این کاغذ برای حفظ اسناد مهم بسیار مناسب است.
بخش دانش و زندگی تبیان
به گزارش تبیان به نقل از خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، پژوهشگران چینی موفق به ساخت کاغذ ضدحریق شدند که در آن از نانوسیم استفاده شده است. این کاغذ نسبت به باکتری ها مقاوم بوده و می تواند مانع از گسترش عفونت شود.
محققان موسسه سرامیک شانگهای روشی یک مرحله ای با استفاده از حلال و گرما برای این کار ارائه کردند. آنها از نانوسیم های هیدروکسیدآپاتایت برای ساخت این کاغذ استفاده کردند. روی این نانوسیم ها از نانوذرات نقره استفاده شده است که دارای خواص آنتی باکتریال است.
نانوسیم های مورد استفاده در این پروژه با روش حلال گرمایی (Solvothermal) تولید شده اند و از یک فرآیند مبتنی بر الکل برای استخراج استفاده شده تا نانوسیم ها از محلول فسفات جداسازی شود. از اولئات کلسیم به عنوان منبع کلسیم و تامین کننده ماده اولیه استفاده شده است.
برای تامین فسفر نیز از
نمک های فسفات سدیم استفاده شده است که در ترکیب حلال های آب و اتانول قرار
داده شده است. دمای بالا نقش بسیار مهمی در تشکیل این ماده دارد.
نانوسیم
های بلند هیدروکسی آپاتایت دارای قطری در حدود چند ده نانومتر هستند که
طولی در ابعاد چند صد میکرومتر دارند که ممکن است به یک میلیمتر نیز برسد.
محققان این پروژه نشان دادند که این ساختار از استحکام بالایی برخوردار بوده و می توان با استفاده از آن ورق هایی در حد A4 تولید کرد. به راحتی می توان هر تصویری را روی این کاغذ چاپ کرد.
نکته جالب توجه در این پروژه آن است که این کاغذ دارای خواص آنتی باکتریال است بنابراین برای استفاده در بیمارستان ها نیز مناسب است. در واقع این کاغذ ضدحریق، وسیله ای مناسب برای حفظ اسناد مهم است.
از این روش، علاوه بر تولید کاغذ ضدحریق، می توان برای مهندسی بافت استخوان، رهاسازی دارو، جذب آلودگی های آلی و یون های فلزی استفاده کرد.
Small & modern 430 sq. ft. starter home is built with Passive House principles in mind
Small & modern 430 sq. ft. starter home is built with Passive House principles in mind
Small homes can have a bit more widespread appeal relative to tiny homes. Compared to tiny houses that top out at only around a couple hundred square feet or so, small homes -- which typically measure 400 square feet and up -- won't be as cramped for families, yet would still present significant savings in maintenance, not to mention making home ownership much more in affordable reach compared to a much larger-sized home.
It's this idea of the small and affordable "starter home" that led Paul Hennessy of Park Homes in Christchurch, New Zealand to build this ultra-modern 43 x 10 feet small home on wheels according to Passive House principles -- super-insulating it as well as ensuring excellent heat recovery ventilation. Bryce of Living Big in A Tiny House gets a tour of this attractive small home:
First off, the exterior of this small home is quite striking: its shiny black skin is actually aluminum composite panel (ACP), a material that is often used for billboards (according to some YouTube commenters, there are some potential fire safety and durability concerns with this material). The walls are made with structural insulated panels (SIPs). The wheels of the trailer base have been cleverly hidden from view using a 'skirt' made from the same material. The dog's shelter has been conveniently incorporated under the entry deck.
Living Big In A Tiny House/Video screen capture
Living Big In A Tiny House/Video screen capture
© Living Big In A Tiny House
Stepping inside, a much larger, open living room and kitchen greets visitors -- it's amazing what a few extra square feet can do to open up a space. The interior was designed by Paul's wife, Pascale, who came up with a sleek, modern look. In the kitchen, they've replaced the standard, unsightly bulk of the kitchen hood with a minimalist slit built into the wall that sucks cooking odours outside.
© Living Big In A Tiny House
© Living Big In A Tiny House
Living Big In A Tiny House/Video screen capture
Living Big In A Tiny House/Video screen capture
© Living Big In A Tiny House
A small hallway leads to the office/second bedroom, bathroom and master bedroom. Though a hallway might seem like wasted space here, Hennessey says that the idea is to make it feel like any regular home with corridors.
Living Big In A Tiny House/Video screen capture
The bathroom is decently appointed in size, and visually enlarged with an extra-big mirror.
© Living Big In A Tiny House
The master bedroom is relatively big, allowing enough space for the inhabitants to walk around the bed, and enough storage space for clothing. Another nice touch is the storage hidden under the bed itself.
© Living Big In A Tiny House
Living Big In A Tiny House/Video screen capture
Hennessey explains that the idea here was to create an affordable "starter home" that would feel like a real, regular house, or perhaps a stepping stone before building or moving onto a larger home. He estimates that a basic version would cost about USD $55,000 to make, which is pretty decent for 430 square feet that's also earthquake-resistant.
It's admittedly not as mobile as a tiny home on wheels -- this portable small home is only meant to be moved around on the same piece of property and going on the road would require it to be lifted onto a flatbed truck. So for people leery of the teeny size of tiny homes and their transient status on wheels, this is one small home that addresses these issues, using a few clever design ideas to make it feel more permanent and less trailer-like, and more modern. More over at Living Big in A Tiny House and Park Homes NZ.
AVAVA's prefab small homes come flat-packed with an innovative framing system
AVAVA's prefab small homes come flat-packed with an innovative framing system
Though it's not timed like the seasonal in-and-out of wasteful, disposable fashion, housing trends do eventually change along with the times. With a) an aging boomer population emptying the nest, and b) a growing number of urban-based millennials, plus c) more people looking to something more efficient to maintain and hopefully more tasteful than a monstrous McMansion, it makes sense that smaller homes are coming to the fore, be they self-built tiny houses, micro-apartments or high-quality prefabs.
California-based AVAVA Systems is one of these companies offering high-end, flat-pack, prefabricated small homes with an emphasis on ease of assembly, sustainable materials and seismic strength. The company's flagship product is the Britespace, which comes in three sizes: 264, 352 and 480 square feet.
© AVAVA Systems
They all use AVAVA's innovative framing system, which is not only strong but is relatively simple to put together, taking only a matter of weeks, rather than months, to completely build the home. Incidentally, the system was first successfully tested by founders David Wilson and Michael Kozel during the Burning Man arts festival in 2005, to show that it could be a better alternative to the 150-year-old stick framing system. The company explains:
The AVAVA framing system is designed to create the skeleton or frame of building with as few components as possible. A typical 264 to 480 Britespace home is assembled using only 16 bolts and no nails or adhesive. It allows for open floor plans and large window walls without the use of expensive steel assemblies.
Readily available engineered wood I-joists are combined with our patented connectors called Joist-Locks to create moment-resisting frames that support our structures for design gravity, wind, and seismic loads. This eliminates the need for traditional plywood shear walls or steel moment resisting frames. Our I-joist space frames also precisely set the geometry of our structures thus allowing for roof, floor and wall modules to be installed easily and taken apart easily as well.
© AVAVA Systems
The house uses structural insulated panels (SIPs), Marvin windows (the largest being 10’ x 16'), Jet Board and IPE siding, real oak flooring and all LED lighting; all materials are formaldehyde-free and low-VOC. With the addition of a solar power system, the house can be a net zero energy house.
© AVAVA Systems
© AVAVA Systems
© AVAVA Systems
Construction waste is significantly reduced with the prefab mode of building, and the company estimates that 50 percent less concrete is used for the foundation. Best of all, the home can be easily disassembled and erected elsewhere; this prefab can go where you go.
© AVAVA Systems
Of course, quality doesn't come cheap: the base price for the smallest 264-square-foot Britespace -- pictured above -- starts at USD $60,000, rising up to $90,000 if you add a kitchen and bathroom and topping out at $123,000 for kitchen, bathroom, and all the premium finishes and architectural options. The company expects that costs will be reduced as production scales up, however. While small homes may look the same on the outside, Avava's robust framing system and use of high-quality, sustainable and local materials may make all the difference in the end. For more information, visit AVAVA Systems.