الیاف نوری Optical Fibres

الیاف شیشه‌ای که برای نور به‌صورت موجبر عمل می‌کنند. این الیاف در ابزارهای پزشکی (به نام فایبر اسکوپ) برای معاینه اعضای درونی بدن به‌کار می‌روند. از آن‌ها در مخابرات برد کوتاه …

الیاف شیشه‌ای که برای نور به‌صورت موجبر عمل می‌کنند. این الیاف در ابزارهای پزشکی (به نام فایبر اسکوپ) برای معاینه اعضای درونی بدن به‌کار می‌روند. از آن‌ها در مخابرات برد کوتاه نیز استفاده می‌شود. الیاف با ضریب شکست پله‌ای از یک مخروط شیشه‌ای و یک غلاف پلاستیکی یا شیشه‌ای هم محور با ضریب شکست کم تر تشکیل می‌شود، به طوری که باز تابش کلی درونی در فصل مشترک مخروط و غلاف صورت می‌گیرد الیافی که ضریب شکست آن‌ها بطور منظم تغییر می‌کند، چنان ساخته شده‌اند که ضریب شکست هر لایه شیشه نسبت به لایه داخلی آن کمتر است. الیاف نوری بطور منفرد یا بطور دسته‌ای (افشان) به‌کار می‌روند.

الیاف ویژه دارای قابلیت ذخیره سازی انرژی خورشیدی

به تازگی از ترکیبات سرامیکی الیاف جدیدی که قابلیت احیاء حرارت (الیاف احیاکننده حرارت) Heat regeration fibers را دارا می‌باشند، به بازار عرضه گردیده که با استفاده از تکنولوژی فرآیند عایق سازی حرارتی و به‌کارگیری اثرات پرتوهای مادون قرمز ناشی از سرامیک‌ها تولید شده‌اند. سرامیک‌ها هنگامی که گرم می‌شوند از خود امواج مادون قرمز ساطع می‌کنند که در مواد نفوذ کرده و با فعال ساختن حرکات بین مولکولی، آن ماده را به طور کاملاً یکنواخت گرم می‌سازند. از آنجا که موادی همچون زیرکونیم، اکسید آهن یا اکسید منیزیم قادر به ساطع نمودن امواج مادون قرمز ۶۰ ملی وات با طول موج ۱ـ۸ میکرومتر در دمای ۳۶ درجه سیلسیوس (دمای بدن انسان) می‌باشند، می‌توان از این مواد در ترکیب با الیاف مصنوعی استفاده نمود. این الیاف در مصارفی مانند البسه ورزشی، ملحفه‌ها و روتختی‌ها، لایه‌های نگهدارنده مواد غذائی (به منظور حفظ تازگی آن‌ها)، لایه‌های عایق کشاورزی و گلخانه‌ها کاربرد دارند. به منظور عایق سازی حرارتی از دو روش علمی می‌توان استفاده نمود.

یکی استفاده از مواد عایقی که دمای بدن را در خود نگه می‌دارد و روش دوم موادی که گرما از محیط خارج جذب می‌نمایند. به‌عنوان مثال کالاهای دارای بنیان پشمی به واسطه وجود یک لایه هوای د اخلی عملکرد عایق حرارتی دارند. در کالاهای بازتابنده تشعشعات مادون قرمز آلومینیم روکش دار به‌کار می‌رود. تشعشعات مادون قرمز ساطع شده از سرامیک‌های فعال شده توسط دمای بدن انسا متعلق به انسان گروه از دو گروه فوق الذکر می‌باشند. نحوه عملکرد گروه دوم مشابه کالاهای حرارتی ـ الکتریکی می‌باشند که انرژی الکتریکی باطری را به انرژی گرمائی تبدیل می‌سازد. این حرارت ناشی از گرمای واکنش اکسیداسیون پودر آهن می‌باشد.

اخیراً لیف جدیدی به نام Solar توسط کمپانی‌های Unitika , Descente به بازار عرضه شده است که انرژی خورشیدی را جذب کرده و آن را در خود نگه می‌دارد. این لیف در البسه اسکی مورد مصرف داشته و در البسه رسمی ورزشی چندین تیم ورزشی در سطح دنیا به‌کار گرفته شده است.

این الیاف علاوه بر داشتن سطحی نرم و فرم آئرودینامیک، قابلیت عدم عایق حرارتی خصوصاً در البسه اسکی را دارا می‌باشند لذا موجب گرم نگهداشتن ماهیچه‌ها و افزودن توان قدرتی آنان می‌گردند.

در شرایط آب و هوائی سخت به منظور اخذ بالاترین توان قدرتی ماهیچه‌ها، می‌بایستی مصرف اکسیژن به حداقل ممکن تقلیل می‌یابد. عایق حرارتی علاوه بر قابلیت ضد آب بودن، در ورزش‌های زمستانی نقش اساسی در زمینه عدم استفاده اکسیژن ذخیره شده در ماهیچه‌ها را دارا می‌باشد.

ترکیبات زیر کونیم کار باید به‌دلیل خواص عالی جذب و نگهداری حرارت در چرخه انرژی خورشید به خصوص در آب گرمکن‌های خانگی و ژنراتورها به مقدار قابل توجهی مورد مصرف قرار می‌گیرند و نحوه عملیات بدین صورت است که اشعه خورشیدی در یک متمرکز کننده تشعشعات خورشیدی جمع آوری شده و سپس به انرژی حرارتی تبدیل می‌گردد که موجب به حرکت درآمدن توربین ژنراتور می‌گردد.

تغییر دمای محیط موجب از دست دادن بخشی از گرمای جمع شده در متمرکز کننده حرارتی می‌گردد لذا حداکثر دمای به‌دست آمده توسط این متمرکز کننده ۹۰ درجه سیلسیوس می‌باشد. زیر کونیم کار باید انرژی را جمع آوری کرده و تشعشعات مادون قرمز را منعکس می‌سازدو مشخصاً تشعشعات با طول موج بالاتر از ۲ میکرومتر را منعکس کرده و تشعشعات کمتر از ۲ میکرومتر را جذب می‌نماید(که حدود ۹۵% نور خورشید را تشکیل می‌دهد) و این تشعشعات جذب شده را به حرارت ذخیره شده تبدیل می‌کنند.

محققان کمپانی Descente موفق شده‌اند به‌وسیله به‌کارگیری ذرات بسیار ریز زیر کونیم باید در اختلاط با الیاف پلی آمید با پلی استر به عایق‌های حرارتی فعال دست یابند و به کمک همکاری با کمپانی Unitika تکنولوژی استفاده از پودر زیر کونیم کار باید در اختلاط با رشته‌های الیاف مصنوعی را ابداع نمایند.

البسه تهیه شده از الیاف Solarـa نور قابل رؤیت خورشید را جذب کرده و آن‌ها را به تشعشعات مادون قرمز که به‌صورت حرارت در البسه آزاد می‌گردند، تبدیل می‌نمایند. حرارت آزاد شده از بدن (پرتوهای مادون قرمز) به‌وسیله Solarـa بازتابانده شده و به محیط بیرون منتقل نمی‌شوند بنابراین البسه ورزشی تهیه شده از Solarـa از مصرف اکسیژن در ماهیچه‌ها جلوگیری کرده و حداکثر توان قدرتی و تا حدودی شرایط مطلوب خنک را ایجاد می‌نمایند.