How we can turn the cold of outer space into a renewable resource | Aaswath Raman

500,376 views ・ 2018-06-22

TED


لطفا برای پخش فیلم روی زیرنویس انگلیسی زیر دوبار کلیک کنید.

Translator: Golriz Hamidi Reviewer: sadegh zabihi
00:13
Every summer when I was growing up,
0
13571
2015
وقتی بچه بودم هر تابستان،
00:15
I would fly from my home in Canada to visit my grandparents,
1
15610
3382
از خانه‌مان در کانادا، برای دیدن پدر و مادر بزرگم،
00:19
who lived in Mumbai, India.
2
19016
1800
به سمت بمبئی در هند پرواز می کردم.
00:21
Now, Canadian summers are pretty mild at best --
3
21157
3134
تابستان های کانادا در بهترین شرایط، نسبتا معتدل هست
00:24
about 22 degrees Celsius or 72 degrees Fahrenheit
4
24315
3707
حدود ۲۲ درجه سلسیوس یا ۷۲ درجه فارانهایت
00:28
is a typical summer's day, and not too hot.
5
28046
2620
دمای یک روز تابستانی معمول و نه چندان گرم است.
00:31
Mumbai, on the other hand, is a hot and humid place
6
31276
3039
بمبئی در عوض، گرم و مرطوب است،
00:34
well into the 30s Celsius or 90s Fahrenheit.
7
34339
3218
۳۰ درجه سلسیوس یا ۹۰ درجه فارنهایت
00:38
As soon as I'd reach it, I'd ask,
8
38364
1586
تا می‌رسیدم آن جا، می‌پرسیدم،
00:39
"How could anyone live, work or sleep in such weather?"
9
39974
4410
«چه طور می‌شود کسی در این هوا زندگی و کار کند یا بخوابد؟»
00:45
To make things worse, my grandparents didn't have an air conditioner.
10
45539
3646
برای این که شرایط برتر شود، پدربزرگ و مادربزرگم دستگاه تهویه مطبوع نداشتند
00:49
And while I tried my very, very best,
11
49768
2825
و حتی وقتی که خیلی تلاش می‌کردم،
00:52
I was never able to persuade them to get one.
12
52617
2754
هیچ وقت نمی‌توانستم آنها را راضی کنم که یکی بخرند.
00:56
But this is changing, and fast.
13
56220
3095
ولی امروزه اوضاع به سرعت در حال تغییر است.
00:59
Cooling systems today collectively account for 17 percent
14
59914
4341
سیستم های سرمایشی به طور کلی ۱۷ درصد
01:04
of the electricity we use worldwide.
15
64279
2373
مصرف برق را در دنیا به خود اختصاص داده اند.
01:06
This includes everything from the air conditioners
16
66676
2394
که همه چیز را شامل می‌شود، از دستگاه تهویه مطبوع گرفته
01:09
I so desperately wanted during my summer vacations,
17
69094
2777
که چه عاجزانه در تعطیلات تابستان می‌خواستم،
01:11
to the refrigeration systems that keep our food safe and cold for us
18
71895
3610
تا یخچال‌ها، که غذا را برایمان در مغازه
تازه و خنک نگه می‌دارند.
01:15
in our supermarkets,
19
75529
1231
01:16
to the industrial scale systems that keep our data centers operational.
20
76784
4252
تا در مقیاس سیستم های صنعتی، که سرورهای اطلاعاتی ما را سرپا نگه می‌دارند.
01:21
Collectively, these systems account for eight percent
21
81624
3485
به طور کلی، همه این سیستم‌ها روی هم ۸ درصد
01:25
of global greenhouse gas emissions.
22
85133
2250
گازهای گلخانه را منتشر می‌کنند.
01:27
But what keeps me up at night
23
87823
1611
ولی چیزی که باعث می‌شود شبها بیدار بمانم
01:29
is that our energy use for cooling might grow sixfold by the year 2050,
24
89458
4921
این است که مصرف انرژی سرمایشی، ممکن است تا سال ۲۰۵۰ تا ۶ برابر افزایش بیابد،
01:34
primarily driven by increasing usage in Asian and African countries.
25
94403
4281
بیشتر به خاطر افزایش استفاده آن در کشورهای آسیایی و آفریقایی.
01:39
I've seen this firsthand.
26
99284
1698
که به نظرم موضوع قابل توجهی است.
01:41
Nearly every apartment in and around my grandmother's place
27
101006
3158
تقریبا همه آپارتمان‌های اطراف خانه مادر بزرگم،
01:44
now has an air conditioner.
28
104188
2024
در حال حاضر تهویه مطبوع دارند.
01:46
And that is, emphatically, a good thing
29
106236
3047
و این به ناچار، نکته مثبتی است
01:49
for the health, well-being and productivity
30
109307
2699
برای سلامتی، راحتی و بهره‌‌وری بهتر مردمی
01:52
of people living in warmer climates.
31
112030
2645
که در اقلیم‌های گرم‌تر زندگی می‌کنند.
01:55
However, one of the most alarming things about climate change
32
115831
3943
البته یکی از زنگ‌خطرهای تغییرات اقلیمی
01:59
is that the warmer our planet gets,
33
119798
2595
این است که هرچه زمین گرم‌تر شود،
02:02
the more we're going to need cooling systems --
34
122417
2312
بیشتر به وسایل سرمایشی، نیاز پیدا خواهیم کرد --
02:04
systems that are themselves large emitters of greenhouse gas emissions.
35
124753
3759
دستگاه‌های که خود تولید کنندگان بزرگ گازهای گلخانه‌ای محسوب می‌شوند.
02:09
This then has the potential to cause a feedback loop,
36
129236
3333
این خود می‌تواند باعث ایجاد یک چرخه بازخوردی شود،
02:12
where cooling systems alone
37
132593
1458
که سیستم‌های سرمایشی به تنهایی
02:14
could become one of our biggest sources of greenhouse gases
38
134075
2987
می‌توانند یکی از منابع بزرگ تولید گازهای گلخانه‌ای
02:17
later this century.
39
137086
1342
در قرن حاضر شوند.
02:18
In the worst case,
40
138735
1178
در بد ترین حالت،
02:19
we might need more than 10 trillion kilowatt-hours of electricity every year,
41
139937
3620
شاید بیش از ۱۰ تریلیون کیلووات ساعت در سال
02:23
just for cooling, by the year 2100.
42
143581
2688
فقط برای سرمایش، تا سال ۲۱۰۰ به الکتریسیته نیاز داشته باشیم.
02:26
That's half our electricity supply today.
43
146846
2865
که نصف، برق مورد استفاده فعلی است،
02:30
Just for cooling.
44
150198
1150
که فقط برای سرمایش استفاده شود.
02:32
But this also point us to an amazing opportunity.
45
152862
3915
ولی این خودش می‌تواند فرصت بی‌نظیری ایجاد کند.
02:37
A 10 or 20 percent improvement in the efficiency of every cooling system
46
157444
4569
۱۰ تا ۲۰ درصد افزایش بازده در دستگاه‌های سرمایشی معمول
02:42
could actually have an enormous impact on our greenhouse gas emissions,
47
162037
3484
می‌تواند تاثیر بسزایی در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای
02:45
both today and later this century.
48
165545
2465
چه امروز چه در قرن پیش رو داشته باشد.
02:50
And it could help us avert that worst-case feedback loop.
49
170080
3549
که می‌تواند چرخه بازگشت را، در آن بدترین حالت، تعدیل کند.
02:54
I'm a scientist who thinks a lot about light and heat.
50
174928
3680
من یک دانشمند هستم که بسیار در زمینه نور و گرما فکر می کنم.
02:58
In particular, how new materials allow us to alter the flow
51
178632
3596
مشخصا این که مواد جدید چه طور این اجازه را به ما می‌دهند
03:02
of these basic elements of nature
52
182252
2016
که جریان این عناصر پایه طبیعت را تغییر دهیم
03:04
in ways we might have once thought impossible.
53
184292
2642
به روشی که زمانی به نظرمان غیر ممکن می‌آمد.
03:07
So, while I always understood the value of cooling
54
187315
2413
با وجود این که همیشه ارزش سرمایش را می‌دانستم،
03:09
during my summer vacations,
55
189752
1944
طی تعطیلات تابستانم،
03:11
I actually wound up working on this problem
56
191720
2263
وقتی داشتم روی موضوعی کار می‌کردم واقعا گیج شدم
03:14
because of an intellectual puzzle that I came across about six years ago.
57
194007
4006
مسئله عجیبی که حدود ۶ سال پیش به آن برخوردم.
03:19
How were ancient peoples able to make ice in desert climates?
58
199149
5617
این که چه طور مردم باستان می‌توانستند در آب‌و‌هوای کویر‌ی یخ درست کنند؟
03:25
This is a picture of an ice house,
59
205894
2936
این تصویری از یک یخ‌دان است
03:28
also called a Yakhchal, located in the southwest of Iran.
60
208854
3627
که به آن یخچال نیز می‌گویند و در جنوب غرب ایران واقع شده است.
03:33
There are ruins of dozens of such structures throughout Iran,
61
213006
3754
از این سازه‌های تخریب شده در ایران بسیار زیاد هست
03:36
with evidence of similar such buildings throughout the rest of the Middle East
62
216784
3690
و شواهدی بر وجود ساختمان‌هایی مشابه در آسیای میانه،
03:40
and all the way to China.
63
220498
1214
و حتی در چین وجود دارد.
03:42
The people who operated this ice house many centuries ago,
64
222228
3190
مردمی که این یخ‌دان‌ها را، قرن‌ها پیش ابداع کردند
03:45
would pour water in the pool you see on the left
65
225442
2484
آب را در این حوض‌ها،
03:47
in the early evening hours, as the sun set.
66
227950
3072
در ساعات اولیه روز در زمان طلوع خورشید می‌ریختند.
03:51
And then something amazing happened.
67
231046
1809
و بعد، اتفاقی جالب می ‌افتاد.
03:53
Even though the air temperature might be above freezing,
68
233442
2762
حتی، اگر چه ممکن بود، دمای هوا بالای صفر درجه باشد،
03:56
say five degrees Celsius or 41 degrees Fahrenheit,
69
236228
3698
مثلا ۵ درجه سلسیوس یا ۴۱ درجه فارنهایت،
03:59
the water would freeze.
70
239950
1534
آب یخ می‌بست.
04:02
The ice generated would then be collected in the early morning hours
71
242724
4135
یخ تولید شده بعدا در ساعات اولیه صبح جمع آوری
04:06
and stored for use in the building you see on the right,
72
246883
2635
و در ساختمانی که در سمت راست می‌بینید،
04:09
all the way through the summer months.
73
249542
1936
طی کل ماه‌های تابستان، انباشته می‌شد.
04:12
You've actually likely seen something very similar at play
74
252133
2719
فکر کنم عملکری بسیار شبیه به این را دیده‌اید.
04:14
if you've ever noticed frost form on the ground on a clear night,
75
254876
3452
اگر تا به حال تشکیل شدن شبنم یخ‌زده در یک شب صاف دقت کرده باشید،
04:18
even when the air temperature is well above freezing.
76
258352
2745
حتی وقتی که دمای هوا بالای نقطه انجماد باشد،این اتفاق می‌افتد.
04:21
But wait.
77
261121
1160
ولی صبر کنید.
04:22
How did the water freeze if the air temperature is above freezing?
78
262305
3731
چه طور آب در دمایی بالاتر از دمای انجماد یخ ببندد؟
04:26
Evaporation could have played an effect,
79
266487
1926
تبخیر می‌تواند بسیار تاثیر‌گذار باشد،
04:28
but that's not enough to actually cause the water to become ice.
80
268437
3315
ولی این به تنهایی برای این که آب یخ بزند کافی نیست.
04:32
Something else must have cooled it down.
81
272064
2086
چیز دیگری باید آن را خنک تر کرده باشد.
04:34
Think about a pie cooling on a window sill.
82
274761
2548
کیکی را تصور کنید که لبه پنجره در حال خنک شدن است.
04:37
For it to be able to cool down, its heat needs to flow somewhere cooler.
83
277619
3611
برای این که بتواند سرد شود باید بتواند گرمای خود را به جایی خنک‌تر منتقل کند.
04:41
Namely, the air that surrounds it.
84
281254
1904
مثلا، هوایی که آن را احاطه کرده.
04:44
As implausible as it may sound,
85
284180
2310
آن طور که غیر ممکن به نظر می‌رسد،
04:46
for that pool of water, its heat is actually flowing to the cold of space.
86
286514
5376
گرمای آن استخر آب باید به فضا منتقل شود.
04:54
How is this possible?
87
294085
1722
چه طور ممکن است؟
04:56
Well, that pool of water, like most natural materials,
88
296434
3572
خب، آن حوض آب مانند خیلی از مواد طبیعی
05:00
sends out its heat as light.
89
300030
2150
گرمای خود را به صورت نور متصاعد می‌کند.
05:02
This is a concept known as thermal radiation.
90
302506
2817
این مفهومی شناخته شده به نام تشعشع حرارتی است.
05:05
In fact, we're all sending out our heat as infrared light right now,
91
305792
4468
در واقع، هم اکنون، ما گرمای خود را به صورت نور فروسرخ،
05:10
to each other and our surroundings.
92
310284
1928
به یکدیگر و اطرافمان منتشر می‌کنیم.
05:12
We can actually visualize this with thermal cameras
93
312608
2469
می‌توانیم حرارت را با، دوربین‌های حرارتی آشکار کنیم
05:15
and the images they produce, like the ones I'm showing you right now.
94
315101
3246
و تصویری که تولید می‌کند مانند تصویری است که در حال حاضر نشان می‌دهم
05:18
So that pool of water is sending out its heat
95
318744
2262
پس حوض آب دارد گرمای خود را
05:21
upward towards the atmosphere.
96
321030
1682
به سمت اتمسفر می‌فرستد.
05:23
The atmosphere and the molecules in it
97
323379
2095
اتمسفر و مولوکول‌های تشکیل دهنده آن
05:25
absorb some of that heat and send it back.
98
325498
2555
مقداری از آن گرما را جذب و بقیه را بازتاب می کنند.
05:28
That's actually the greenhouse effect that's responsible for climate change.
99
328077
3822
که درواقع همان اثر گلخانه‌ای است‌ که دلیل تغییر اقلیم شده.
05:32
But here's the critical thing to understand.
100
332435
2523
نکته اصلی که باید درک کنیم این است که
05:34
Our atmosphere doesn't absorb all of that heat.
101
334982
3200
اتمسفر ما تمام گرما را جذب نمی‌کند.
05:38
If it did, we'd be on a much warmer planet.
102
338577
2934
اگر این طور بود، کره زمین خیلی از چیزی که هست گرم‌تر می‌شد.
05:41
At certain wavelengths,
103
341982
1508
در واقع، در طول موجهای مشخص،
05:43
in particular between eight and 13 microns,
104
343514
3452
بین ۸ تا ۱۳ میکرون،
05:46
our atmosphere has what's known as a transmission window.
105
346990
3762
اتمسفر ما دارای قابلیتی به نام پنجره انتقال است.
05:51
This window allows some of the heat that goes up as infrared light
106
351402
5517
این پنجره اجازه می‌دهد که قسمتی از حرارت که به صورت نور فروسرخ بالا می‌رود،
05:56
to effectively escape, carrying away that pool's heat.
107
356943
3333
به صورت قابل توجهی از جو خارج شود و حرارت حوض را
06:00
And it can escape to a place that is much, much colder.
108
360895
3770
به فضایی بسیار خنک‌تر منتقل کند.
06:05
The cold of this upper atmosphere
109
365633
1968
سرمای لایه فوقانی اتمسفر،
06:07
and all the way out to outer space,
110
367625
1674
تا فضای بیرون از جو،
06:09
which can be as cold as minus 270 degrees Celsius,
111
369323
3810
که می‌تواند تا ۲۷۰- درجه سلسیوس سرد باشد
06:13
or minus 454 degrees Fahrenheit.
112
373157
2720
یا ۴۵۴- درجه فارنهایت.
06:17
So that pool of water is able to send out more heat to the sky
113
377242
3364
پس آن حوض آب می‌تواند مقدار گرمای بیشتری را به آسمان انتقال دهد
06:20
than the sky sends back to it.
114
380630
1771
تا مقداری که بخواهد از آسمان جذب کند‍‌‎‏‏.
06:22
And because of that,
115
382425
1150
و به این خاطر،
06:23
the pool will cool down below its surroundings' temperature.
116
383599
3016
حوضچه پایین‌تراز دمای محیطش خنک می‌شود.
06:28
This is an effect known as night-sky cooling
117
388035
3516
دلیلش پدیده‌ای به نام سرمایش شبانه
06:31
or radiative cooling.
118
391575
1400
یا سرمایش تابشی است.
06:33
And it's always been understood by climate scientists and meteorologists
119
393369
3454
که همیشه برای اقلیم‌شناسان و هواشناسان
06:36
as a very important natural phenomenon.
120
396847
2600
پدیده مهمی در طبیعت به شمار می‌رود.
06:40
When I came across all of this,
121
400879
1492
وقتی به این نتایج رسیدم،
06:42
it was towards the end of my PhD at Stanford.
122
402395
2642
در مرحله نهایی مقطع دکترا‌ در استنفورد بودم.
06:45
And I was amazed by its apparent simplicity as a cooling method,
123
405061
4429
بسیار از ساز و کار ساده ولی درعین حال پیچیده آن به عنوان راهکار خنک کننده
06:49
yet really puzzled.
124
409514
1266
به وجد آمده بودم،
06:51
Why aren't we making use of this?
125
411284
2200
پس چرا ما از آن استفاده نمی‌کنیم؟
06:54
Now, scientists and engineers had investigated this idea
126
414744
2881
دانشمندان و مهندسان جوانب این ایده را،
06:57
in previous decades.
127
417649
1238
در دهه‌های پیش بررسی کرده‌اند.
06:58
But there turned out to be at least one big problem.
128
418911
3288
ولی انگار حداقل یک مشکل اساسی وجود داشت.
07:02
It was called night-sky cooling for a reason.
129
422879
2872
پدیده‌ای به نام سرمایش شبانه بی‌دلیل نامگذاری نشده.
07:06
Why?
130
426109
1174
چرا؟
07:07
Well, it's a little thing called the sun.
131
427307
2369
فقط به خاطر یک چیز کوچک، به نام حورشید.
07:10
So, for the surface that's doing the cooling,
132
430157
2460
پس سطحی که کار سرد کردن را برعهده دارد،
07:12
it needs to be able to face the sky.
133
432641
2174
باید به سمت آسمان باشد.
07:14
And during the middle of the day,
134
434839
1628
طی اواسط روز،
07:16
when we might want something cold the most,
135
436491
3150
که ممکن است بیش از پیش به چیز خنکی نیاز پیدا کنیم
07:19
unfortunately, that means you're going to look up to the sun.
136
439665
2896
بدبختانه خورشید به ما چنین اجازه‌ای نمی‌دهد.
07:22
And the sun heats most materials up
137
442585
1856
خورشید دمای بیشتر مواد را افزایش می‌دهد
07:24
enough to completely counteract this cooling effect.
138
444465
2757
به طوری که اثر سرمایش شبانه را خنثی و بی‌اثر می‌کند.
07:28
My colleagues and I spend a lot of our time
139
448409
2008
من و همکارانم زمان زیادی را صرف کرده‌ایم،
07:30
thinking about how we can structure materials
140
450441
2112
که چه طور می‌توانیم موادی بسازیم که
07:32
at very small length scales
141
452577
1412
در مقیاس‌های بسیار کوچک
07:34
such that they can do new and useful things with light --
142
454013
3326
که بتوانند کارهای جدید و به درد بخوری با نور خورشید انجام بدهند.
07:37
length scales smaller than the wavelength of light itself.
143
457363
2990
ابعادی کوچک‌تر از طول موج نور،
07:40
Using insights from this field,
144
460377
1580
با فهمی که در زمینه
07:41
known as nanophotonics or metamaterials research,
145
461981
3128
نانو فوتونیک یا متامتریال‌ها به دست آوردیم،
07:45
we realized that there might be a way to make this possible during the day
146
465133
3500
متوجه شدیدم که ممکن است راهی برای این که در طول روز سرمایش اتفاق بیفتد باشد.
07:48
for the first time.
147
468657
1173
برای اولین بار.
07:49
To do this, I designed a multilayer optical material
148
469854
3056
برای این کار من یک ماده نوری چند لایه طراحی کردم
07:52
shown here in a microscope image.
149
472934
1857
- در این تصویر میکروسکوپی به نمایش گذاشته شده-
07:54
It's more than 40 times thinner than a typical human hair.
150
474815
3381
که ۴۰ برابر نازک‌تر از یک تار موی انسان است.
07:58
And it's able to do two things simultaneously.
151
478220
2518
که می‌تواند دو کار را به‌طور هم‌زمان انجام بدهد.
08:01
First, it sends its heat out
152
481169
1825
اولا گرما را به بیرون انتقال می‌دهد
08:03
precisely where our atmosphere lets that heat out the best.
153
483018
3802
مشخصا اگر حرارت را جایی خارج از اتمسفر رها کند برای ما بهتراست.
08:06
We targeted the window to space.
154
486844
2133
هدف ما پنجره انتقال بود.
08:09
The second thing it does is it avoids getting heated up by the sun.
155
489519
3431
دومین کاری که می‌کند این است که توسط خورشید گرم‌تر نمی‌شود.
08:12
It's a very good mirror to sunlight.
156
492974
2400
آیینه خوبی در مقابل نور خورشید است.
08:16
The first time I tested this was on a rooftop in Stanford
157
496315
2714
اولین باری که آن را آزمایش کردم روی پشت بام استنفورد بود
08:19
that I'm showing you right here.
158
499053
1762
که در اینجا می‌بیند.
08:21
I left the device out for a little while,
159
501339
2381
دستگاه را مدت زمانی بیرون گذاشتم،
08:23
and I walked up to it after a few minutes,
160
503744
3071
بعد از چند دقیقه به سراغش رفتم،
08:26
and within seconds, I knew it was working.
161
506839
2794
بعد از چند لحظه متوجه شدم که کار می‌کند.
08:29
How?
162
509657
1158
چه طور فهمیدم؟
08:30
I touched it, and it felt cold.
163
510839
1627
به آن دست زدم و حس کردم سرد است.
08:33
(Applause)
164
513395
4658
(تشویق)
08:38
Just to emphasize how weird and counterintuitive this is:
165
518862
3984
فقط برای تاکید برعملکرد عجیب وغیر معمول این مواد باید بگویم:
08:42
this material and others like it
166
522870
1730
این ماده و مواد شبیه به آن،
08:44
will get colder when we take them out of the shade,
167
524624
2905
وقتی آنها را از زیر سایه بردارند خنک‌تر می‌شوند.
08:47
even though the sun is shining on it.
168
527553
2360
با وجود اینکه خورشید بر آن می‌تابد.
08:49
I'm showing you data here from our very first experiment,
169
529937
2683
من دارم به شما از اولین آزمایشمان، داده‌هایی نشان می‌دهم.
08:52
where that material stayed more than five degrees Celsius,
170
532644
2739
که دمای ماده ۵ درجه سلسیوس
08:55
or nine degrees Fahrenheit, colder than the air temperature,
171
535407
3276
یا ۹ درجه فارنهایت سردتر از دمای هوا ثابت می‌ماند.
08:58
even though the sun was shining directly on it.
172
538707
2814
حتی وقتی آفتاب به صورت مستقیم بر آن می‌تابد.
09:02
The manufacturing method we used to actually make this material
173
542855
3135
شیوه ساختی که برای این ماده استفاده کردیم،
09:06
already exists at large volume scales.
174
546014
2534
در حال حاضر در مقیاس وسیع وجود دارد.
09:08
So I was really excited,
175
548903
1157
خیلی هیجان‌زده بودم،
09:10
because not only do we make something cool,
176
550084
3041
به این خاطر که نه تنها می‌توانیم چیزی را خنک کنیم،
09:13
but we might actually have the opportunity to do something real and make it useful.
177
553149
5053
بلکه ممکن است این امکان باشد که بتوانیم از آن به صورت کاربردی استفاده کنیم.
09:19
That brings me to the next big question.
178
559204
1913
که برای من سوال اصلی دوم را ایجاد می‌کرد.
09:21
How do you actually save energy with this idea?
179
561141
2587
واقعا چه طور می‌توان با این مصالح در انرژی صرفه‌جویی کرد؟
09:23
Well, we believe the most direct way to save energy with this technology
180
563752
3658
ما اعتقاد داریم مشخص‌ترین راه برای استفاده از این فناوری در صرفه‌جویی انرژی
09:27
is as an efficiency boost
181
567434
1659
بهینه کردن
09:29
for today's air-conditioning and refrigeration systems.
182
569117
3063
سیستم‌های تهویه مطبوع و یخچال‌هاست.
09:32
To do this, we've built fluid cooling panels,
183
572561
2159
به این منظور صفحه‌های خنک کننده
09:34
like the ones shown right here.
184
574744
1571
مانند این که می‌بینید ساختیم.
09:36
These panels have a similar shape to solar water heaters,
185
576339
2667
این صفحه‌ها شکلی شبیه به آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی دارند،
09:39
except they do the opposite -- they cool the water, passively,
186
579030
2920
منتها برعکس عمل می‌کنند، به صورت منفعلانه آب را خنک می‌کنند،
09:41
using our specialized material.
187
581974
2067
با استفاده از مواد خاصی که ما ساخته‌ایم.
09:44
These panels can then be integrated with a component
188
584815
2460
این پنل ها می‌توانند با اجزای دیگر ترکیب شود
09:47
almost every cooling system has, called a condenser,
189
587299
2568
تقریبا هر دستگاه خنک کننده‌ای قسمتی به نام کندانسور دارد.
09:49
to improve the system's underlying efficiency.
190
589891
3133
برای این که بتواند بازده سیستم را افزایش دهد.
09:53
Our start-up, SkyCool Systems,
191
593367
1896
استارت آپ ما، به نام سیستم خنکای آسمان،
09:55
has recently completed a field trial in Davis, California, shown right here.
192
595287
3874
آزمایشی را اخیرا، در دیویس کالیفرنیا انجام داده.
09:59
In that demonstration,
193
599649
1182
در آن آزمایش
10:00
we showed that we could actually improve the efficiency
194
600855
3048
ما ثابت کرده‌ایم که می‌توانیم بهره‌وری سیستم خنک‌کننده را
10:03
of that cooling system as much as 12 percent in the field.
195
603927
2924
تا ۱۲ درصد افزایش بدهیم.
10:07
Over the next year or two,
196
607474
1254
طی یکی دو سال آینده،
10:08
I'm super excited to see this go to its first commercial-scale pilots
197
608752
3904
من خیلی مشتاقم که اولین خروجی را در مقیاس بازار ببینم.
10:12
in both the air conditioning and refrigeration space.
198
612680
3143
در زمینه تهویه مطبوع و هم یخچال.
10:16
In the future, we might be able to integrate these kinds of panels
199
616260
3587
در آینده ممکن است، ‌بتوانیم این نوع پنل‌ها را با
10:19
with higher efficiency building cooling systems
200
619871
3309
سیستم های سرمایشی با بازدهی بالا در ساختمان‌ها ترکیب کنیم،
10:23
to reduce their energy usage by two-thirds.
201
623204
2802
تا بتوانیم مصرف انرژی را تا دو سوم کاهش بدهیم.
10:26
And eventually, we might actually be able to build a cooling system
202
626030
3658
و در نهایت ممکن است بتوانیم یک سیستم سرمایشی بسازیم
10:29
that requires no electricity input at all.
203
629712
2563
که اصلا به برق نیاز نداشته باشد.
10:32
As a first step towards that,
204
632966
1516
به عنوان اولین قدم،
10:34
my colleagues at Stanford and I
205
634506
1857
من و همکارانم در استنفورد
10:36
have shown that you could actually maintain
206
636387
2026
نشان داده‌ایم که می‌توانیم،
10:38
something more than 42 degrees Celsius below the air temperature
207
638437
4569
چیزی بیشتر از ۴۲ درجه سلسیوس پایین‌تر از دمای هوا،
10:43
with better engineering.
208
643030
1388
با مهندسی کاراتر ایجاد کرد.
10:45
Thank you.
209
645165
1150
ممنونم.
10:46
(Applause)
210
646339
4055
(تشویق)
10:51
So just imagine that --
211
651196
1151
پس تصور کنید،
10:52
something that is below freezing on a hot summer's day.
212
652371
3403
چیزی که دمایش در یک روز گرم تابستانی زیر نقطه انجماد باشد،
10:57
So, while I'm very excited about all we can do for cooling,
213
657927
4483
همچنان که من از کارهایی که می‌توانیم،‌ برای تولید سرما انجام دهیم هیجان‌زده‌ام،
11:02
and I think there's a lot yet to be done,
214
662434
3254
به نظرم کارهای زیادی هست که می‌توان انجام داد،
11:05
as a scientist, I'm also drawn to a more profound opportunity
215
665712
3468
به عنوان یک دانشمند، به یک قابلیت کلی‌تر توجه دارم
11:09
that I believe this work highlights.
216
669204
2016
که به نظرم کار ما به آن اهمیت می‌دهد.
11:11
We can use the cold darkness of space
217
671760
3135
می‌توانیم از سرمای این فضای تاریک،
11:14
to improve the efficiency
218
674919
1650
برای بالا بردن بازده
11:16
of every energy-related process here on earth.
219
676593
3254
هر چیزی که بر روی زمین به انرژی مربوط است، استفاده کنیم.
11:21
One such process I'd like to highlight are solar cells.
220
681204
3317
یکی از موضوعات،که مایلم به آن اشاره کنم، سلول‌های خورشیدی هستند.
11:24
They heat up under the sun
221
684934
1445
آنها زیر آفتاب گرم می‌شوند
11:26
and become less efficient the hotter they are.
222
686403
2484
و هر چه گرم‌تر می‌شوند راندمانشان پایینتر می‌آید.
11:29
In 2015, we showed that with deliberate kinds of microstructures
223
689276
3877
در ۲۰۱۵ ما نشان دادیم با میکروساختارهای مشخصی
11:33
on top of a solar cell,
224
693177
1547
که روی سلول‌ها پیاده‌سازی شده‌اند،
11:34
we could take better advantage of this cooling effect
225
694748
2844
می‌توانم نتیجه بهتری با تاثیر سرمایشی آنها بگیریم
11:37
to maintain a solar cell passively at a lower temperature.
226
697616
3699
که می‌تواند به صورت ایستا سلول‌های خورشیدی را، در دمای پایین تری نگه دارد.
11:41
This allows the cell to operate more efficiently.
227
701708
2321
و به سلول ها این امکان را می‌دهد که بهترعمل کند.
11:44
We're probing these kinds of opportunities further.
228
704627
2968
ما داریم امکان استفاده از این قابلیت را بررسی می‌کنیم.
11:47
We're asking whether we can use the cold of space
229
707619
3245
از خودمان می‌پرسیم که آیا سرمای فضا می‌تواند،
11:50
to help us with water conservation.
230
710888
2079
ما را در مدیریت آب کمک کند.
11:53
Or perhaps with off-grid scenarios.
231
713316
2349
یا با روش‌های که به برق نیاز نداشته باشیم.
11:55
Perhaps we could even directly generate power with this cold.
232
715689
4167
شاید اصلا بتوانبم به‌طور مستقیم از این سرما برق تولید کنیم.
12:00
There's a large temperature difference between us here on earth
233
720522
2953
یک تفاوت دمایی بزرگی بین ما و
12:03
and the cold of space.
234
723499
1690
سرمای فضا وجود دارد.
12:05
That difference, at least conceptually,
235
725213
2128
این تفاوت، حداقل درحد نظریه
12:07
could be used to drive something called a heat engine
236
727365
2594
می‌تواند چیزی به نام موتور حرارتی ایجاد کند
12:09
to generate electricity.
237
729983
1190
که برق تولید کند.
12:11
Could we then make a nighttime power-generation device
238
731967
3603
آیا می‌توانیم یک ژنراتور شبانه درست کنیم،
12:15
that generates useful amounts of electricity
239
735594
2397
که بتواند مقادیری برق تولید کند
12:18
when solar cells don't work?
240
738015
1904
زمانی که سلول های خورشیدی کار نمی‌کنند؟
12:19
Could we generate light from darkness?
241
739943
2534
آیا می‌توانیم از تاریکی، نور تولید کنیم؟
12:23
Central to this ability is being able to manage
242
743872
4389
برای دستیابی به این قابلیت باید بتوانیم،
12:28
the thermal radiation that's all around us.
243
748285
3111
تابش حرارتی که اطرافمان هست را مدیریت کنیم.
12:31
We're constantly bathed in infrared light;
244
751420
2800
ما همواره با نور فروسرخ شسته می‌شویم؛
12:34
if we could bend it to our will,
245
754666
2452
اگر می‌توانستیم از آن در راستای نیازمان استفاده کنیم،
12:37
we could profoundly change the flows of heat and energy
246
757142
2730
ممکن است به طور چشمگیری جریان انرژی و حرارت را
12:39
that permeate around us every single day.
247
759896
2733
که روزانه در اطراف ما وجود دارد عوض کنیم.
12:43
This ability, coupled with the cold darkness of space,
248
763190
3341
این قابلیت همراه سرمای تاریک فضا،
12:46
points us to a future where we, as a civilization,
249
766555
3309
آینده‌ای را نشان می‌دهد، که ما به عنوان یک تمدن
12:49
might be able to more intelligently manage our thermal energy footprint
250
769888
5238
ممکن است بتوانیم رد پای انرژی حرارتی خود را هوشمندانه‌تر مدیریت کنیم
12:55
at the very largest scales.
251
775150
1800
در بزرگ‌ترین مقیاس‌ها.
12:57
As we confront climate change,
252
777904
2214
در راستای مقابله ما با تغییرات اقلیمی،
13:00
I believe having this ability in our toolkit
253
780142
2603
من باور دارم که استفاده از این قابلیت،
13:02
will prove to be essential.
254
782769
1800
ثابت شده که ضروری است.
13:05
So, the next time you're walking around outside,
255
785428
3198
پس دفعه بعد که بیرون چرخی می‌زنید،
13:08
yes, do marvel at how the sun is essential to life on earth itself,
256
788650
6344
بله، از این که وجود خورشید برای حیات زمین چه قدر ضرروری است به وجد بیایید،
13:15
but don't forget that the rest of the sky has something to offer us as well.
257
795018
4676
فقط فراموش نکنید بقیه آسمان هم چیزی برای گفتن دارد.
13:20
Thank you.
258
800533
1151
ممنونم.
13:21
(Applause)
259
801708
4110
(تشویق)
درباره این وب سایت

این سایت ویدیوهای یوتیوب را به شما معرفی می کند که برای یادگیری زبان انگلیسی مفید هستند. دروس انگلیسی را خواهید دید که توسط معلمان درجه یک از سراسر جهان تدریس می شود. روی زیرنویس انگلیسی نمایش داده شده در هر صفحه ویدیو دوبار کلیک کنید تا ویدیو از آنجا پخش شود. زیرنویس‌ها با پخش ویدیو همگام می‌شوند. اگر نظر یا درخواستی دارید، لطفا با استفاده از این فرم تماس با ما تماس بگیرید.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7