Sonet słoneczny: 16 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Zainspirowany eksperymentami wykorzystującymi energię słoneczną Augustina Mouchota, ten zestaw zagnieżdżonych szklanych kloszy z siatką zmieniającą kolor ma uchwycić ciekawość związaną z konwersją energii słonecznej w termiczną. Obiekty należące do kolekcji WhatNot, zatytułowanej Eighteen Sixty Six, zostały wystawione w Rossana Orlandi podczas Tygodnia Designu w Mediolanie.

Szkło laboratoryjne borokrzemianowe Termochromowa siatka z tworzywa sztucznego

Mały: 12 cm D x 16 cm H

Średnia: 15 cm D x 19 cm H

Duży: 18 cm D x 22 cm H

Krok 1: Wczesne zastosowania Sun Power: Bohater Aleksandrii

Zafascynowany wynalazkami z przeszłości i znaczącym precedensem energii słonecznej, zbadałem historię eksperymentów przeprowadzanych w celu zrozumienia naszego związku ze słońcem.

Hero z Aleksandrii był greckim matematykiem i inżynierem, który działał w rodzinnym mieście Aleksandrii, rzymskim Egipcie (ok. 10 n.e. - ok. 70 n.e.). Jego instrumentem fontannowym było urządzenie składające się z wielu komór z wodą i powietrzem, gdzie woda przepływała z jednego pojemnika do drugiego po umieszczeniu na słońcu. Pod słońcem nagrzane słońcem powietrze rozszerzałoby się, wywierając ciśnienie na wodę w przestrzeni, wypychając ją. Innym razem jego instrumenty wypuszczały powietrze, a nie wodę, wydając dźwięk, gdy przechodzi przez gwizdek przymocowany do otworu.

Francuski architekt krajobrazu Izaak de Caus powiedział kiedyś coś o tych nowych i rzadkich wynalazkach wodociągów: „podziwu godna maszyna, umieszczona u stóp posągu, wyda dźwięk, gdy świeci na nią słońce, tak aby wydaje się, że posąg wydaje ten dźwięk”. Opisuje instrument, który śpiewał, gdy uderzyło go poranne słońce.

Krok 2: Wczesne zastosowania energii słonecznej: Eksperymenty Hot Box

"ładowanie="leniwy"

Siatka na powierzchni moich szklanych kloszów była ręcznie tkana na kołowych krosnach. Celem było utkanie warstwy siatki wokół każdego szklanego klosza za pomocą tego materiału termochromowego, aby zilustrować zmianę temperatury. Średnica krosna dyktuje średnicę dzianiny, więc musiałem wykonać krosna na zamówienie, aby pasowały do moich kloszy. Wyprodukowałam dwa zestawy krosien o różnych wymiarach, dzięki czemu mogłam wybrać, jak ciasno chcę, aby dzianina owinęła się wokół każdego z kloszy. Posiadanie dwóch zestawów rozmiarów miało również uwzględniać różne ograniczenia różnych materiałów.

Krosna zostały wycięte ze sklejki na maszynie CNC, a kołki wycięte z jednego drewnianego pręta. Zrobiłem plik Rhino i ustawiłem ścieżki narzędzia na RhinoCam, gdzie linie wycinają ujemną przestrzeń między krosnami, a punkty wyznaczają otwory. Użyłem dwóch bitów, po jednym dla każdego z dwóch rozmiarów otworów, aby pasowały do średnicy moich kołków i gwoździ. Upewnij się, że kołki te pasują do otworów konstrukcji krosna, w razie potrzeby nawet je sklej, w przeciwnym razie nie dałoby się na nich dziać. Najlepszym sposobem poruszania się po okolicy za pomocą Circle Loom jest oglądanie samouczków wideo na Youtube.

Krok 9: Pigment termochromatyczny

Materiały termochromowe występują w wielu formach, ale do tego celu najlepszym rozwiązaniem były pigmenty i atramenty. Wiele z nich zmienia kolor na biały w ciepłych temperaturach, ale te zakresy temperatur mogą się różnić. Znalezienie materiałów zmieniających kolor na kolor może być trudniejsze, ale sztuczka polega na tym, aby to, co nakładasz termochromowy pigment, było kolorem, który chciałbyś uzyskać pod koniec reakcji. W tym przykładzie eksperymentowałem z bazami farb i rozcieńczalnikami do farb, które były białe. To wyciszyło jasność mojego fioletowego pigmentu, ale także sprawiło, że zmiana była znacznie bardziej oczywista. gdybym miał bazę farby, która byłaby niebieska i pigment termochromowy, który był żółty, kolor mojego roztworu byłby zielony w temperaturze pokojowej, ale zmieniłby się na niebieski w ciepłych warunkach.

Krok 10: Eksploracja materiałów

Zamówiłem przezroczyste szpule rurki PVC w dwóch najmniejszych dostępnych rozmiarach, przy czym każda rolka ma 100 jardów. Wstrzyknąłem roztwór termochromowy do rurki za pomocą strzykawek z różnymi rozmiarami igieł Luer Lock.

Krok 11: Proces wtrysku

Proces wstrzykiwania działał dobrze po kilku jardach, ale przetrwał tylko około 35% ze 100 jardów, zanim stał się bardzo powolny i bezcelowy, nie wspominając już o bolesnym dla mojej dłoni. Po raz pierwszy spróbowałem wstrzyknąć roztwór po tym, jak rurka była już zrobiona, więc uznałem to za możliwy czynnik, który mógł spowolnić proces.

Krok 12: Proces wtrysku: rozwiązywanie problemów

Nie miałem problemu z wstrzykiwaniem wody przez 100 jardów, więc starałem się maksymalnie rozcieńczyć roztwór, nie zmuszając go do całkowitego wyciszenia kolorów. Próbowałem też wstrzykiwać roztwór, zanurzając motek rurki w wiadrze gorącej wody (dlatego kolor jest biały, a nie niebieski). Nic nie pomagało.

Krok 13: Proces wtrysku: pompa pneumatyczna

Nic nie działało, więc nadszedł czas na wyciągnięcie pompy pneumatycznej. Pomogło to przepchnąć roztwór przez 50% rurki… iw końcu musiałem zaakceptować fakt, że nie przejdzie i wyciąłem maleńką szczelinę do wstrzyknięcia strzykawki w połowie. Naprawdę nie można zauważyć tych pęknięć, ale tworzą słabe punkty, które są podatne na pękanie, a niedoskonałość doprowadzała mnie do szaleństwa! Ostatni problem polegał na tym, że nawet jeśli udałoby mi się wstrzyknąć roztwór przez całe 100 jardów, tydzień później roztwór wyschnie i osiądzie po jednej stronie wnętrza rurki, tworząc duże szczeliny powietrzne. Eksperymentacja została chwilowo wstrzymana, ponieważ zdecydowałem się na inny materiał.

Krok 14: Dzianie termochromowych włosów dla lalek

Bardzo trudno jest znaleźć i kupić ciągłe pasma włókien termometrycznych i musi to być ciągłe. Do robienia na drutach potrzebne są metry i metry materiału, w przeciwnym razie w całej dzianinie powstałyby węzły i końce po związaniu pasm. Ten konkretny materiał z tworzywa sztucznego jest faktycznie używany do robienia włosów lalek. Połączyłem dwa kolory, niebieski, który zmienia się w ciemnofioletowy w ekstremalnie zimnych warunkach i różowy, który zmienia kolor na biały powyżej temperatury pokojowej, aby stworzyć szerszy zakres termochromatyczny.

Krok 15: Generator termoelektryczny