Solar Sonnet: 16 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

แรงบันดาลใจจากการทดลองโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ของ Augustin Mouchot ชุดแก้วทำรังที่มีตาข่ายเปลี่ยนสีนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อจับภาพความอยากรู้เกี่ยวกับการแปลงแสงอาทิตย์เป็นความร้อน ส่วนหนึ่งของ WhatNot Collection ชื่อ Eighteen Sixty Six วัตถุเหล่านี้จัดแสดงที่ Rossana Orlandi ระหว่างงาน Milan Design Week

แก้วห้องปฏิบัติการ Borosilicate ตาข่ายพลาสติกเทอร์โมโครมิก

เล็ก: ลึก 12 ซม. x 16 ซม. สูง

กลาง: ลึก 15 ซม. x 19 ซม. สูง

ขนาดใหญ่: ลึก 18 ซม. x 22 ซม. สูง

ขั้นตอนที่ 1: การใช้ Sun Power ในช่วงต้น: Hero of Alexandria

ด้วยความหลงใหลในสิ่งประดิษฐ์ในอดีตและแบบอย่างที่สำคัญของพลังงานแสงอาทิตย์ ฉันค้นคว้าประวัติของการทดลองที่ทำขึ้นเพื่อทำความเข้าใจความสัมพันธ์ของเรากับดวงอาทิตย์

Hero of Alexandria เป็นนักคณิตศาสตร์และวิศวกรชาวกรีกที่ทำงานอยู่ในเมือง Alexandria บ้านเกิดของเขาใน Roman Egypt (ค. 10 CE - c. 70 CE) เครื่องดนตรีประเภทน้ำพุของเขาเป็นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยห้องต่างๆ ที่มีน้ำและอากาศ ซึ่งน้ำจะถ่ายเทจากภาชนะหนึ่งไปยังอีกภาชนะหนึ่งเมื่อนำไปตากแดด ภายใต้ดวงอาทิตย์ อากาศที่ร้อนจากแสงอาทิตย์จะขยายตัว ออกแรงดันน้ำภายในอวกาศ บังคับให้มันออกไป ในบางครั้ง เครื่องดนตรีของเขาจะคายอากาศออกมาแทนที่จะเป็นน้ำ ทำให้เกิดเสียงเมื่อส่งเสียงนกหวีดที่ติดอยู่ที่ช่องเปิด

สถาปนิกภูมิทัศน์ชาวฝรั่งเศส Isaac de Caus เคยกล่าวบางอย่างเกี่ยวกับสิ่งประดิษฐ์ทางน้ำใหม่และหายากเหล่านี้ว่า "เครื่องยนต์ที่น่าชื่นชมซึ่งวางไว้ที่เชิงรูปปั้นจะส่งเสียงเมื่อดวงอาทิตย์ส่องลงมาดังที่มันจะเป็น ดูเหมือนว่ารูปปั้นจะมีเสียงพูด" เขากำลังบรรยายถึงเครื่องดนตรีที่ร้องเมื่อพระอาทิตย์ยามเช้าตกกระทบมัน

ขั้นตอนที่ 2: การใช้ Sun Power ในระยะแรก: การทดลองกล่องร้อน

"กำลังโหลด="ขี้เกียจ"

ตาข่ายบนพื้นผิวของเสื้อคลุมแก้วของฉันถักด้วยมือเป็นวงกลม เป้าหมายคือการถักตาข่ายเป็นชั้นๆ รอบๆ ฝาครอบแก้วแต่ละชิ้นด้วยวัสดุเทอร์โมโครมิกนี้ เพื่อแสดงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องทอผ้าเป็นตัวกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อถัก ฉันต้องปรับแต่งเครื่องทอเพื่อให้พอดีกับเสื้อผ้าของฉัน ฉันประดิษฐ์เครื่องทอผ้าสองชุดที่มีขนาดแตกต่างกัน เพื่อที่ฉันจะได้เลือกได้ว่าต้องการให้ผ้าถักพันรอบผ้าคลุมแต่ละชิ้นแน่นแค่ไหน การมีชุดขนาดสองชุดนั้นต้องคำนึงถึงข้อจำกัดที่แตกต่างกันของวัสดุที่แตกต่างกันด้วย

เครื่องทอผ้าถูกนำออกจากไม้อัดด้วยเครื่อง CNC และหมุดก็ถูกตัดจากแท่งไม้เพียงอันเดียว ฉันสร้างไฟล์ Rhino และตั้งค่าเส้นทางเครื่องมือบน RhinoCam โดยที่เส้นต่างๆ จะตัดช่องว่างเชิงลบระหว่างเครื่องทอผ้า และจุดที่กำหนดรู ฉันใช้สองบิต หนึ่งอันสำหรับสองขนาดรูแต่ละรู เพื่อให้มันเข้ากันตามเส้นผ่านศูนย์กลางของหมุดและตะปูของฉัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหมุดเหล่านี้พอดีกับรูของโครงสร้างเครื่องทอผ้า แม้กระทั่งการติดกาวหากจำเป็น มิฉะนั้นจะไม่สามารถถักทอได้ วิธีที่ดีที่สุดในการนำทางโดยใช้ Circle Loom คือการดูวิดีโอแนะนำ Youtube

ขั้นตอนที่ 9: รงควัตถุเทอร์โมโครมาติก

วัสดุเทอร์โมโครมิกมีหลายรูปแบบ แต่เพื่อการนี้ เม็ดสีและหมึกจึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด หลายคนเปลี่ยนเป็นสีขาวภายใต้อุณหภูมิที่ร้อนขึ้น แต่ช่วงอุณหภูมิเหล่านี้อาจแตกต่างกันไป การหาสีเป็นวัสดุเปลี่ยนสีอาจทำได้ยากกว่า แต่เคล็ดลับคือต้องมีสิ่งที่คุณใช้สีเทอร์โมโครมิกให้เป็นสีที่คุณต้องการเมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยา สำหรับตัวอย่างนี้ ฉันทดลองกับฐานสีและทินเนอร์สีที่เป็นสีขาว สิ่งนี้ได้ปิดเสียงความสว่างของเม็ดสีม่วงของฉัน แต่ยังทำให้การเปลี่ยนแปลงชัดเจนขึ้นอีกด้วย ถ้าฉันมีฐานสีที่เป็นสีน้ำเงินและสีเทอร์โมโครมติกที่เป็นสีเหลือง สีของสารละลายของฉันจะเป็นสีเขียวในอุณหภูมิห้อง แต่จะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินภายใต้สภาวะที่อบอุ่น

ขั้นตอนที่ 10: การสำรวจวัสดุ

ฉันสั่งหลอดพีวีซีใสในสองขนาดที่เล็กที่สุดที่มี โดยแต่ละม้วนยาว 100 หลา ฉันฉีดสารละลายเทอร์โมโครมิกลงในท่อโดยใช้หลอดฉีดยาที่มีเข็ม Luer Lock ขนาดต่างกัน

ขั้นตอนที่ 11: กระบวนการฉีด

กระบวนการฉีดทำงานได้ดีหลังจากผ่านไปสองสามหลา แต่จะผ่านไปได้เพียง 35% ของ 100 หลาก่อนที่จะช้ามากและไร้จุดหมาย ไม่ต้องพูดถึงความเจ็บปวดในมือของฉัน ครั้งแรกที่ฉันลองฉีดสารละลายหลังจากที่ถักทอท่อแล้ว ฉันคิดว่านี่เป็นปัจจัยที่เป็นไปได้ที่อาจทำให้กระบวนการช้าลง

ขั้นตอนที่ 12: กระบวนการฉีด: การแก้ปัญหา

ฉันไม่มีปัญหาในการฉีดน้ำในระยะ 100 หลา ดังนั้นฉันจึงพยายามทำให้สารละลายบางลงให้มากที่สุดโดยที่ไม่ต้องปิดเสียงทั้งหมด ฉันยังพยายามฉีดสารละลายในขณะที่จุ่มท่อในถังน้ำร้อน (ซึ่งเป็นสาเหตุที่สีขาวไม่ใช่สีน้ำเงิน) ดูเหมือนจะไม่มีอะไรช่วย

ขั้นตอนที่ 13: กระบวนการฉีด: ปั๊มลม

ไม่มีอะไรทำงาน จึงถึงเวลาที่จะนำปั๊มลมออกมา สิ่งนี้ช่วยดันสารละลายให้ทะลุ 50% ของท่อ… และในที่สุดฉันต้องยอมรับว่ามันจะไม่ผ่านและตัดเป็นร่องเล็กๆ เพื่อให้หลอดฉีดยาถูกฉีดไปครึ่งหนึ่ง คุณไม่สามารถสังเกตเห็นรอยหักเหล่านี้ได้ แต่มันสร้างจุดอ่อนที่มีแนวโน้มที่จะแตกหัก และความไม่สมบูรณ์ทำให้ฉันแทบบ้า! ปัญหาสุดท้ายคือแม้ว่าฉันจะฉีดสารละลายเข้าไปจนครบ 100 หลา แต่หนึ่งสัปดาห์ต่อมา สารละลายก็จะแห้งและตกลงที่ด้านหนึ่งของท่อภายใน และสร้างช่องว่างอากาศขนาดใหญ่ตลอด การทดลองถูกหยุดชั่วคราวในขณะที่ฉันเลือกใช้วัสดุอื่น

ขั้นตอนที่ 14: ถักผมตุ๊กตาเทอร์โมโครมิก.

เป็นเรื่องยากมากที่จะหาซื้อเส้นใยเทอร์โมเมตริกแบบต่อเนื่องและต้องต่อเนื่อง คุณต้องใช้วัสดุในการถักเป็นหลาและหลา มิฉะนั้น ถักเป็นปมและปลายถักทั้งหมดจากการผูกปมเข้าด้วยกัน วัสดุพลาสติกชนิดพิเศษนี้ใช้สำหรับทำผมตุ๊กตาจริงๆ ฉันรวมสีสองสีเข้าด้วยกัน ได้แก่ สีฟ้าที่เปลี่ยนเป็นสีม่วงเข้มภายใต้สภาวะที่หนาวเย็นอย่างยิ่ง และสีชมพูที่เปลี่ยนเป็นสีขาวเหนืออุณหภูมิห้อง เพื่อสร้างช่วงของอุณหภูมิสีที่กว้างขึ้น

ขั้นตอนที่ 15: เครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กทริก