فناوري اپتوفلویدیک (Optofluidics) راهي به روشنايي - http://fotonik.ir

http://fotonik.ir

هیتنا: علم نور و مایعات، از زمان کشف سرعت نور توسط لئون فوکالت، در سال 1862، هنگامی که کشف کرد که سرعت نور در مایعات آهسته تر از سرعت حرکت نور در هواست، پیوندی جدایی ناپذیر یافت.

http://fotonik.ir

پی سالتیس، سرپرست پروژه ی optofluidics، در EPFL، اظهار داشت: با هدایت نور و تمرکز آن در موقعیت هایی که می تواند بیشترین بازده را به دنبال داشته باشد، ما قادر خواهیم بود که بازدهی سیستم های تولید کننده ی انرژی موجود را به میزان قابل توجهی افزایش دهیم. سیستم هایی نظیر رآکتورهایی که از بایوفیول ها استفاده می کنند و یا سلول های خورشیدی.

http://fotonik.ir

نور خورشید، علاوه بر مواردی متداول نظیر پنل های خورشیدی، برای تولید انرژی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال، در نیروگاه های صنعتی بزرگ بایوفیول ها، برای تبدیل آب و کربن دی اکسید به گاز متان، از نورخورشید استفاده می شود.

http://fotonik.ir

اصول به کار گرفته شده در منشورها و آیینه هایی که در این تکنولوژی، جهت هدایت و متمرکز ساختن نور خورشید، برای گرم کردن آب، بر روی سقف آپارتمان ها و یا ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرند، با اصولی که در رابطه با optofluidics مورد استفاده قرار می گیرد یکسان است، با این تفاوت که در این موارد، دقت تجهیزات و تکنولوژی به کار گرفته شده، در ابعاد نانو و میکرون می باشد. 

http://fotonik.ir

اما، پرسشی که دراینجا مطرح می شود این است که چگونه می توان از نوری که به دیواره ی خارجی ساختمان ها می تابد، به بهترین شکل استفاده کرد؟

http://fotonik.ir

آیا می توانید تصور کنید که به کمک سیستم های روشنایی optofluidic، می توان نور خورشید را از سقف خانه ها، به کمک متمرکزکننده های نوری، که با چرخش و تغییر زاویه ی خود،مسیر تابش نورخورشید را دنبال می کنند، می توان نور خورشید را به داخل منازل کانال کشی کرده و از طریق فیبرها و یا لوله های نوری، نور خورشید را در داخل ساختمان، در فضای سقف خانه و یا پنل های داخل خانه و یا حتی فیلترهای هوای microfluidic، توزیع کرد؟

http://fotonik.ir

استفاده از نور خورشید، برای فیلترهای هوا از نوع microfluidic، و یا تغذیه ی پنل های خورشیدی، رویایی بوده است که بسیاری از دانشمندان، برای استفاده از نورخورشید به عنوان جایگزینی برای منابع غیرتجدیدپذیرانرژی، در سر داشته اند.

http://fotonik.ir

از جمله مواردی که دراین تکنولوژی اهمیت می یابند، تعدیل جریان نور در کانال های گوناگون هدایت کننده ی آن است. برای تعدیل این تفاوت ها و حفظ یک منبع پایدار و یکنواخت از جریان نور، می توان سیستمی را مورد استفاده قرار داد که با استفاده از رطوبت، نور را از یک کانال، به کانالی دیگر، به سادگی و بدون صرف هزینه، منحرف بسازد.

http://fotonik.ir

این سیستم را می توان به این صورت توصیف کرد: یک قطره آب را که بر روی سطح خارجی کانال نور قرار دارد را تصور کنید. یک جریان کوچک می تواند یون های موجود در آب را تحریک کرده و آن ها را به سطح قطره کشانده و موجب انبساط این قطره شود. تا جایی که سطح این قطره، به دیواره ی کانال نور دیگری رسیده و به آن بچسبد. این قطره ی منبسط شده، یک پل نوری، بین این دو کانال موازی از نور پدید خواهد آورد و جریان نور را به شکل موثری در این کانال ها، تعدیل خواهد کرد.

http://fotonik.ir

آیا استفاده از این تکنولوژی در ابعاد صنعتی، ممکن خواهد شد؟

http://fotonik.ir

به گزارش گروه انرژی های نو هیتنا، دیوید اریکسون، استاد دانشگاه کرنل و استاد ناظر در EPFL، در این باره اظهار داشته است که: مهم ترین چالشی که optofluidics با آن مواجه است، حفظ دقت این تکنولوژی در ابعاد نانو و میکرون و در عین حال، استفاده از آن در مقیاس های بزرگ و صنعتی، به جهت تامین انرژی موردنیاز جمعیت است.

http://fotonik.ir

از جمله مزیت های استفاده از این تکنولوژی در راکتورها را می توان به این صورت شرح داد: از آن جائیکه بخش اصلی واکنش هایی که در کانال های مایعات رخ می دهد، در سطح تماس بین مایع و لوله های کاتالیزورها رخ می دهد، بنابراین، بازده واکنش و سیستم به بزرگی سطحی که واکنش بر روی آن رخ می دهد، بستگی خواهد داشت.

http://fotonik.ir

کاهش حجم این لوله ها در ابعاد نانو و میکرون، این امکان را فراهم آورده است که هزاران لوله را، در فضایی اندک و محدود قرار داده و بدین ترتیب، سطح تماس کلی را به میزان قابل توجهی افزایش داده و درنتیجه، اندازه ی فضای مورد نیاز، و در نتیجه ی آن، قیمت تمام شده برای واکنش های کاتالیستی و شیمیایی را فوق العاده کاهش داد.

http://fotonik.ir

افزودن منبعی از نور به عنوان یک کاتالیزگر به جریانی از مولکول های منفرد در یک نانولوله، منجر به افزایش قابل توجه کنترل بر روی سیستم و بازده آن می شود.

http://fotonik.ir

آن ها همچنین اظهار داشتند که استفاده از فضای کمتر برای تولید انرژی، منجر به افزایش چگالی انرژی تولیدی و درنتیجه، کاهش هزینه های اجرایی می شود که این امر به کمک این تکنولوژی، به شکل موثری محقق شده است.

http://fotonik.ir

گروه آموزشی اپتیک، فوتونیک و الکترونیک (آموزش نرم افزارهای لومریکالlumerical  و کامسول comsol  )

گروه آموزشی اپتیک، فوتونیک و الکترونیک (آموزش نرم افزارهای لومریکالlumerical  و کامسول comsol  )

گروه آموزشی اپتیک، فوتونیک و الکترونیک (آموزش نرم افزارهای لومریکالlumerical  و کامسول comsol  )