Zonnesonnet: 16 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Geïnspireerd door Augustin Mouchot's experimenten op zonne-energie, is deze set van nestbare glazen stolpen met van kleur veranderend net bedoeld om iemands nieuwsgierigheid te wekken over zonne-naar-thermische conversie. Deze objecten, onderdeel van de WhatNot Collection, getiteld Eighteen Sixty Six, werden tentoongesteld in Rossana Orlandi tijdens de Milan Design Week.

Borosilicaat laboratoriumglasThermochroom plastic gaas

Klein: 12 cm D x 16 cm H

Middel: 15 cm D x 19 cm H

Groot: 18 cm D x 22 cm H

Stap 1: Vroeg gebruik van Sun Power: Hero of Alexandria

Gefascineerd door de uitvindingen uit het verleden en het substantiële precedent van zonne-energie, deed ik onderzoek naar de geschiedenis van experimenten die werden uitgevoerd om onze relatie met de zon te begrijpen.

Held van Alexandrië was een Griekse wiskundige en ingenieur die actief was in zijn geboortestad Alexandrië, Romeins Egypte (ca. 10 CE - ca. 70 CE). Zijn fonteininstrument was een apparaat dat bestond uit vele kamers met water en lucht, waar het water van de ene container naar de andere werd overgebracht wanneer het in de zon werd geplaatst. Onder de zon zou de door zonne-energie verwarmde lucht uitzetten, druk uitoefenen op het water in de ruimte en het naar buiten dwingen. Andere keren oefenden zijn instrumenten lucht uit in plaats van water, en maakten een geluid als het door een fluitje aan de opening ging.

De Franse landschapsarchitect Isaac de Caus zei ooit iets over deze nieuwe en zeldzame uitvindingen van waterwerken: "een bewonderenswaardige motor, die aan de voet van een standbeeld wordt geplaatst, zal geluid uitzenden wanneer de zon erop schijnt, zodat het zal lijken dat het beeld dat geluid maakt". Hij beschrijft een instrument dat zong toen de ochtendzon erop viel.

Stap 2: Vroeg gebruik van Sun Power: Hot Box-experimenten

"laden = "lui"

Het gaas op het oppervlak van mijn glazen stolpen werd met de hand op cirkelweefgetouwen gebreid. Het doel was om met dit thermochrome materiaal een laag gaas rond elke glazen stolp te breien om een verandering in temperatuur te illustreren. De diameter van het weefgetouw bepaalt de diameter van de gebreide buis, dus ik moest weefgetouwen op maat maken die bij mijn stolpen pasten. Ik heb twee sets weefgetouwen gefabriceerd die in afmetingen varieerden, zodat ik kon kiezen hoe strak ik het breisel om elk van de cloches wilde wikkelen. Het hebben van twee sets maten was ook om rekening te houden met de verschillende beperkingen van verschillende materialen.

De weefgetouwen werden op een CNC-machine uit multiplex gefreesd en de pinnen werden uit een enkele houten staaf gesneden. Ik heb een Rhino-bestand gemaakt en gereedschapspaden opgezet op RhinoCam, waar de lijnen de negatieve ruimte tussen de weefgetouwen uitsnijden en punten de gaten aanduiden. Ik gebruikte twee bits, één voor elk van de twee gatgroottes, zodat het zou overeenkomen met de diameter van mijn pinnen en spijkers. Zorg ervoor dat deze pinnen in de gaten van de weefgetouwstructuur passen, lijm ze zelfs vast indien nodig, anders zou het onmogelijk zijn om erop te breien. De beste manier om door een Circle Loom te navigeren, is door YouTube-videotutorials te bekijken.

Stap 9: Thermochromatisch pigment

Thermochrome materialen zijn er in vele vormen, maar voor dit doel waren pigmenten en inkten de beste optie. Velen van hen veranderen in wit bij opwarmingstemperaturen, maar deze temperatuurbereiken kunnen variëren. Het vinden van kleur-naar-kleur veranderende materialen kan moeilijker zijn, maar een truc is om dat ding dat je het thermochrome pigment aanbrengt de kleur te hebben die je zou willen aan het einde van de reactie. Voor dit voorbeeld heb ik geëxperimenteerd met verfbases en verfverdunners die wit waren. Dit dempte de helderheid van mijn paarse pigment, maar maakte de verandering ook veel duidelijker. als ik een verfbasis had die blauw was en een thermochromatisch pigment dat geel was, zou de kleur van mijn oplossing groen zijn bij kamertemperatuur, maar onder warme omstandigheden in blauw veranderen.

Stap 10: Materiaalonderzoek

Ik bestelde doorzichtige spoelen met PVC-buizen in twee van de kleinste beschikbare maten, waarbij elke rol 100 meter was. Ik injecteerde de thermochrome oplossing in de slang met behulp van spuiten met verschillende maten Luer Lock-naalden.

Stap 11: Injectieproces

Het injectieproces werkte goed na een paar meter, maar zou slechts ongeveer 35% van de 100 meter halen voordat het extreem traag en zinloos werd, om nog maar te zwijgen van pijnlijk aan mijn hand. Ik probeerde eerst de oplossing te injecteren nadat de slang al was gebreid, dus ik beschouwde dit als een mogelijke factor die het proces had kunnen vertragen.

Stap 12: Injectieproces: probleemoplossing

Ik had geen probleem om water over 100 meter te injecteren, dus ik probeerde de oplossing zo veel mogelijk uit te dunnen zonder dat het de kleuren volledig dempte. Ik heb ook geprobeerd de oplossing te injecteren terwijl ik de streng slang onderdompelde in een emmer heet water (daarom is de kleur wit en niet blauw). Niets leek te helpen.

Stap 13: Injectieproces: pneumatische pomp

Niets werkte, dus het was tijd om de pneumatische pomp tevoorschijn te halen. Dit hielp de oplossing door 50% van de slang te duwen … en uiteindelijk moest ik accepteren dat het er niet doorheen zou gaan en een kleine spleet sneed om de spuit halverwege te injecteren. Je kunt deze breuken niet echt opmerken, maar het creëert wel zwakke plekken die vatbaar zijn voor breken, en de imperfectie maakte me gek! Het laatste probleem was dat zelfs als ik erin zou slagen om de oplossing over de hele 100 meter te injecteren, een week later de oplossing zou drogen en zich zou vestigen aan één kant van het binnenste van de slang en overal grote luchtspleten zou creëren. Het experiment is tijdelijk onderbroken omdat ik ervoor koos om met een ander materiaal te gaan.

Stap 14: Thermochrome poppenhaar breien

Het is erg moeilijk om doorlopende strengen thermometrische vezels te vinden en te kopen, en het moet continu zijn. Je hebt meters en meters materiaal nodig om te breien, anders zouden er knopen en uiteinden zijn door het hele breiwerk van het aan elkaar knopen van strengen. Dit specifieke plastic materiaal wordt eigenlijk gebruikt voor het maken van poppenhaar. Ik heb twee kleuren gecombineerd, een blauw dat onder extreem koude omstandigheden verandert in donkerviolet en een roze dat wit wordt boven kamertemperatuur, om een breder thermochromatisch bereik te creëren.

Stap 15: Thermo-elektrische generator