محققان واحد تحقیق و توسعه پتروشیمی تبریز توانسته‌اند با استفاده از مواد زیست سازگار، پلیمرهایی هوشمند بسازند که کاربرد آن‌‌ها منجر به بهینه سازی در مصرف انرژی، صرفه جویی در هزینه‌ی تولید انرژی و کاهش آلودگی‌های محیط زیست خواهد شد. این پلیمرها در صنایع مختلفی از جمله ساختمان سازی، نساجی، الکترونیک، کشاورزی و پزشکی کاربرد دارد.
ذخیره‌سازی انرژی در ساختمان به کمک پلیمرهای هوشمند
در دنیای امروزی تأمین انرژی مورد نیاز فعالیت‌های روزمره یکی از عوامل اقتصادی بسیار مهم محسوب می‌شود. به همین دلیل یافتن راه‌های پیشرفته‌ی تولید انرژی‌های تجدیدپذیر و پاک، ضرورت بالایی دارد.
به گفته‌ی بهروز محمدی خوشرج، پلیمرهای اِن کپسول شده با مواد تغییر فاز دهنده (PCMs)، به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر و پاک، موضوع روز بسیاری از تحقیقات در جوامع صنعتی و توسعه یافته است. مواد تغییر فاز دهنده، به موادی گفته می‌شود که می‌توانند بر اثر ایجاد تغییر فاز، انرژی را جذب، ذخیره و یا دفع کنند. استفاده از مواد تغییر فاز دهنده (PCMs) بیشترین سهم را در صنعت ساختمان سازی، در مقایسه با سایر کاربردهای آن، به خود اختصاص داده است. هدف از انجام این پژوهش نیز تولید این دسته از پلیمرهای هوشمند ذخیره ساز انرژی، جهت استفاده در صنایع ساختمان سازی بوده است.
محمدی خوشرج در معرفی نمونه‌های ساخته شده عنوان کرد: «در این پروژه نسل جدیدی از مواد تغییر فاز دهنده از مواد زیستی سنتز شده است. این مواد درون یک پوسته‌ی پلیمری ان کپسوله شده و عملکرد آن در داخل ساختمان مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون‌های ترموگراف نشان دهنده‌ی ذخیره سازی انرژی درون این پلیمرها بوده است. بدین ترتیب با به‌کارگیری این پلیمرها، روزانه تا حدود ۲۰% در مصرف انرژی ساختمان صرفه جویی می‌گردد. بنابراین هزینه‌ی ساخت این پلیمر از دیدگاه اقتصادی توجیه پذیر است.»
وی در ادامه افزود: «می‌دانیم که انرژی خورشید در تمام اوقات روز در دسترس نیست. در نتیجه ذخیره سازی انرژی خورشیدی با استفاده از PCM ها می‌تواند بخش مهمی از نیازهای گرمایشی ساختمان را در طی شب و فصل‌های سرد سال مرتفع سازد. افزون بر این، به کمک این مواد انرژی‌های محیط در پلیمرهای هوشمند ذخیره شده و بدون نیاز به صرف هزینه جهت تولید انرژی، صرف گرمایش شخص، تجهیزات حساس الکترونیکی و پزشکی نیز می‌گردد.
محمدی خوشرج در پایان به شرح کامل‌تر ویژگی‌های پلیمرهای تولید شده پرداخت و گفت: «نتایج حاصل از سنتز و انجام آزمون‌های مختلف بر روی نانو ان کپسول های سنتزی نشان می‌دهند که این نمونه‌ها دارای مورفولوژی هسته – پوسته بوده و کاملاً کروی شکل و با توزیع اندازه ذرات باریک هستند. همچنین ذخیره سازی انرژی توسط نانو ان کپسول ها به میزان مطلوب و در حد ۶۸ کیلوژول بر کیلوگرم است.»
محصول سنتزی به هر دو شکل لاتکس و پودری شکل، قابل استفاده در انواع مصالح ساختمانی و با هدف ذخیره سازی انرژی خواهد بود.
بهروز محمدی خوشرج، دکتر حیدر رنجبر و مهندس فردین سید نجفی از پتروشیمی تبریز در انجام این تحقیقات همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله‌ی Energy and Buildings با ضریب تأثیر ۲/۹۷ (جلد ۱۱۸، سال ۲۰۱۶، صفحات ۹۹ تا ۱۰۵) منتشر شده است.
