طلاء إزالة الرطوبة من شركة Adept Materials مستوحى من الأشجار وأشباه الموصلات
قد لا يبدو البخار المتكثف على مرآة الحمام مشكلة كبيرة، لكنه قد يمثل صداعًا كبيرًا للمهندسين المعماريين والبنائين.
يقول ديريك ستاين، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة Adept Materials: “إن التحكم في الرطوبة هو أمر يمثل نقطة ألم كبيرة”. “إذا بحثت في Google عن اسم شركة بناء المنازل المفضلة لديك ثم “الدعوى القضائية”، فسوف ترى الكثير من الأمثلة.”
اعتادت المنازل والمكاتب على “التنفس” من خلال الشقوق والشقوق التي لم يتم إغفالها أثناء البناء. ولكن في سعيهم لتحقيق كفاءة أكبر في استخدام الطاقة، يقوم عمال البناء بإغلاق الأمور. تحافظ المباني الضيقة على درجات الحرارة الداخلية أكثر اتساقًا، ولكنها يمكنها أيضًا احتجاز الرطوبة.
“في الأساس، أصبحت المباني تشبه مبردات البيرة أكثر فأكثر. وقال ستاين: “إنه أمر رائع بالنسبة لكفاءة الطاقة، ولكن من الواضح أن الناس لا يحبون العيش في مبردات البيرة”. “ويؤدي ذلك إلى كل هذه المشاكل الأخرى، مثل تلف الرطوبة.”
يعد تشغيل مزيل الرطوبة أحد الخيارات، لكنه قد يكون صاخبًا ومكلفًا. توصل ستاين، الذي كان أستاذًا للفيزياء في جامعة براون، إلى نظام آخر: نظام مكون من مادتين يساعد المنازل على التنظيم الذاتي للرطوبة الداخلية. إلهامه؟ الأشجار وثنائيات أشباه الموصلات.
تنظم الأشجار والنباتات الأخرى درجة حرارتها جزئيًا عن طريق نضح الماء من خلال المسام الصغيرة الموجودة في أوراقها. إذا أصبحت ساخنة جدًا، فإنها تفتح تلك المسام وتسمح بتبخر المزيد من الماء، تمامًا كما يبرد العرق بشرتنا. عندما تنخفض درجة الحرارة، يمكنها إغلاق المسام لإبطاء معدل النتح. اعتقد شتاين أنه إذا تمكن من إيجاد طريقة لامتصاص بخار الماء وتشتيته بالمثل في الأوقات المناسبة، فيمكنه جعل المباني أكثر راحة وكفاءة في استخدام الطاقة.
هناك الكثير من المواد التي يمكنها فعل ذلك، لكنها ليست ذكية جدًا فيما يتعلق بمكان توزيع الرطوبة. بدون وجود شيء يساعد الرطوبة على التحرك في الاتجاه المطلوب – خارج تجويف الجدار، على سبيل المثال – يمكن أن ينتج العفن والتعفن.
وهنا جاء دور الصمام الثنائي. بصفته فيزيائيًا، كان ستاين على دراية تامة بعمليته. في الصمام الثنائي، يمكن للإلكترونات أن تتدفق بحرية في اتجاه واحد ولكن يتم مقاومتها في الاتجاه الآخر. في الأساس، تعمل مثل باب ذو اتجاه واحد.
ما ابتكره كان نظامًا من مادتين. يعمل أحدهما كالإسفنجة لامتصاص بخار الماء وإطلاقه مع مرور الوقت. أما الآخر فهو حاجز أكثر نموذجية مقاوم للطقس، مما يساعد على منع تدفق الهواء مع السماح لبخار الماء بالمرور عبره. تساعد طبقة ستاين الإسفنجية على العمل كشرطي مرور: عند تركيبها على جدار خارجي، ستقوم الطبقة الإسفنجية بسحب الرطوبة بعيدًا عن المنزل من خلال الحاجز المواجه للداخل. ويبقى هناك حتى تقوم الشمس بتدفئة الجزء الخارجي من الجدار وتبخر الرطوبة.
ويشتري عمال البناء الكثير من الحواجز المقاومة للطقس، بقيمة تبلغ حوالي 14 مليار دولار في عام 2022، وفقًا لشركة Global Market Insights. لكن صناعة البناء والتشييد تميل إلى توخي الحذر عندما يتعلق الأمر بالتكنولوجيات الجديدة، ويرجع ذلك جزئيا إلى أن إصلاح أي مشكلة تسببها يمكن أن يكون مكلفا. وقال ستاين: “في مجال البناء، عادة ما يكون وادي الموت عميقا وواسعا”، في إشارة إلى الفجوة بين تطوير المنتج وجذب العملاء فعليا إلى شرائه.
لاجتياز الوادي، تقوم شركة Adept بتصميم غلاف المبنى الخاص بها ليبدو وكأنه الأشياء القديمة. وقال: “أحد العوائق الكبيرة التي تحول دون التبني هو أن الشيء يبدو مختلفًا ويشعر به”. “الناس يقاومون التغيير.”
وبينما تعمل شركة Adept على تحسين حواجزها المقاومة للماء، ستقوم الشركة الناشئة ببيع منتج آخر، وهو نظام طلاء ومواد تمهيدية يستهدف الحمامات. يعمل التمهيدي كطبقة عازلة، بينما يعمل الطلاء كإسفنجة. مع ارتفاع الرطوبة في الحمام، يسحب الطلاء فائق الامتصاص الرطوبة ولا يطلقها حتى تنخفض الرطوبة في الحمام.
ولاختبار أداء الطلاء، قام بارع ببناء غرفة بحجم الحمام وماء مغلي لرفع الرطوبة. وقال ستاين إن الطلاء نجح في الحفاظ على انخفاض الرطوبة بنسبة 14% مقارنة بالطلاء التقليدي. سوف يصل الطلاء والبرايمر الخاص بشركة Adept إلى السوق في أوائل العام المقبل.
جمعت الشركة الناشئة مؤخرًا جولة أولية بقيمة 4 ملايين دولار للمساعدة في جلب الطلاء إلى السوق مع مواصلة تطوير الحاجز المقاوم للماء. قاد الجولة دكتور هورتون بمشاركة PulteGroup. وكلاهما من بين أكبر شركات بناء المنازل في الولايات المتحدة
قال شتاين: “باعتبارك شركة ناشئة، فأنت ترغب في تجربة عمليات التشغيل وأشياء من هذا القبيل، ولكن قد لا يمنحك الناس الوقت من اليوم”. “ولكن إذا قالت أكبر شركة بناء منازل في الولايات المتحدة إن هذا مثير للاهتمام بالنسبة لنا، فهذا يعني أنها ستحدث تغييرا كبيرا”.
