أضواء كاشفة: الحائزة على جائزة SCWIST Science Fair لعام 2024، ستيفاني تشو
رجوع إلى المشاركات
جائزة SCWIST Science Fair
كل عام نقدم جائزة معرض SCWIST للعلوم للشابات في الصفوف من 8 إلى 10 في كل من المعارض العلمية الـ 14 للمنطقة في كولومبيا البريطانية ويوكون للمشاريع التي تُظهر الفضول والإبداع والابتكار.
يشرفنا هذا العام أن نمنح ستيفاني تشو جائزة SCWIST Science Fair لمنطقة فانكوفر الكبرى، عن مشروعها المتعلق بالتبريد الإشعاعي بالأشعة تحت الحمراء.
ستيفاني تشو هي طالبة في الصف التاسع في برنابي، كولومبيا البريطانية، وهي تجسد شغفًا للتعلم ودافعًا لإحداث فرق في مجتمعها. إلى جانب مساعيها الأكاديمية، تشارك ستيفاني بنشاط في العديد من الأنشطة اللامنهجية، بما في ذلك العمل كممثلة لمجلس الطلاب والمشاركة في فريق القيادة بالمدرسة. وهي تستمتع بالمشاركة في المعارض العلمية وغيرها من الفعاليات الجماعية والمسابقات في الرياضيات والروبوتات والسباحة.
هل يمكنك أن تخبرنا عن مشروعك لمعرض العلوم لهذا العام؟
كان موضوع البحث الذي اخترته لمعرض العلوم لهذا العام هو إيجاد طرق لتبريد مساحات معيشتنا والبيئة دون استهلاك الطاقة أو توليد المزيد من الحرارة. تستخدم أنظمة تكييف الهواء الكثير من الكهرباء لتبريد الغرفة، ومن خلال القيام بذلك، تولد المزيد من الحرارة التي يجب إطلاقها في المناطق المحيطة، مما يساهم في رفع درجة حرارة البيئة. كنت أرغب في معرفة ما إذا كان هناك بديل أكثر ملاءمة للبيئة وصديقًا للتكلفة لتبريد مساحاتنا ولذلك قررت التركيز على العلاقة بين اللون والحرارة والتبريد الإشعاعي بالأشعة تحت الحمراء لمشروع معرض العلوم الخاص بي. الأشعة تحت الحمراء هي ما نسميه حرارة، والغازات الدفيئة تبقيها محاصرة في غلافنا الجوي.
وللقيام بذلك، وجدت بعض المواد التي تعكس نطاق الأشعة تحت الحمراء والتي يمكنها إرسال الطاقة الحرارية عبر الغلاف الجوي للأرض إلى الفضاء، بدلاً من إبقائها في الغلاف الجوي للأرض!
لقد وجدت منتجين بهذه الخاصية: كربونات الكالسيوم وكبريتات الباريوم. كل من هذه المركبات لها معامل انكسار مرتفع وموصلية حرارية منخفضة. فهي آمنة للعمل بها، ويسهل العثور عليها، ومتوفرة بتكلفة منخفضة. بالنسبة لمشروعي، قمت بإنشاء دهانات مختلفة باستخدامها وقارنت فعاليتها في عكس وانبعاث الحرارة مقارنة بالدهانات الصناعية المختلفة التي تباع في متاجر الأجهزة.
أخذت عينات من درجات الحرارة على مدار العام (من أغسطس حتى يناير) ورسمت البيانات
على الرسوم البيانية التي سهلت علي تقديمها.
إذن ماذا تعلمت من تجاربك؟
لقد استخدمت مجموعة متنوعة من ألوان الدهانات: الأزرق والأحمر والأصفر والأسود والأبيض، ووجدت أن الدهانات البيضاء أظهرت أدنى درجات الحرارة في جميع الإعدادات. أظهرت الدهانات البيضاء الممزوجة بكبريتات الباريوم وكربونات الكالسيوم درجة حرارة أقل قليلاً من الطلاء الأبيض مع أكسيد التيتانيوم.
ومع ذلك، تعلمت أيضًا أن الدهانات المتوفرة في الأسواق قد تعكس معظم ضوء الشمس، لكنها لا تجعل الأسطح أكثر برودة من محيطها.
كيف أتيت بهذه الفكرة؟
كان الصيف القليلة الماضية حارًا جدًا ونعيش في منزل قديم بدون مكيف هواء. كنت أفكر في طرق يمكننا من خلالها تبريد المنزل وجعله أكثر راحة دون إنفاق الكثير من المال. من الناحية المثالية، استخدام طاقة قليلة أو معدومة حتى لا نضر بالبيئة في هذه العملية. وهذا ما دفعني للبدء في البحث عن أفكار، ومن ثم تحول الأمر إلى مشروع بحثي.
كل مشروع له مميزات وتحديات، ما هي الجوانب الأكثر تحديًا في هذا المشروع؟
كنت أبحث عن مواد يمكنني استخدامها وتكون متاحة بسهولة، ويسهل الحصول عليها، ومنخفضة التكلفة، ولكن معظم الأوراق البحثية والدراسات تتم في مختبرات متطورة بمعدات معقدة للغاية.
بالإضافة إلى ذلك، كانت النتائج التي توصلت إليها هذه الأوراق معقدة في كثير من الأحيان ويصعب علي فهمها حاليًا. ومع ذلك، للحفاظ على مشروعي قابلاً للتطبيق، كان علي أن أكون مبدعًا وأن أستفيد من الموارد المتاحة لي. ونتيجة لذلك، كانت معظم المواد التي استخدمتها لمشروعي متاحة بسهولة وتم شراؤها من متاجر الأجهزة، في حين كانت أيضًا ميسورة التكلفة نسبيًا.
ما هي الجوانب الأكثر متعة في هذا المشروع؟
لقد استمتعت حقًا بجمع المواد وصنع الدهانات ورسم العينات. وكان من المثير للاهتمام أيضًا جمع البيانات في مختلف الأحوال الجوية بدءًا من الصيف وحتى الشتاء. كان علي أن أحتفظ بسجلات لعملي وأجري تسجيلات منتظمة مع معلمة Scimatics (العلوم والرياضيات)، السيدة بريندا مور. لقد أشرفت عليّ ودعمتني طوال المشروع بأكمله، وتعلمت كيفية توجيه عملي ودراساتي بشكل مستقل. ومن خلال هذه العملية، وجدت أن الحصول على علامات جيدة لم يعد هدفي الأساسي بعد الآن، لكنني أردت حقًا أن أتعلم، وآمل أن أصنع شيئًا مفيدًا به.
هل تأمل في التوسع والاستمرار في العمل الذي قمت به في هذا المشروع؟
نعم، هناك الكثير من المسارات المختلفة التي أتمنى استكشافها بشكل أكبر في مشروعي. أحد الجوانب التي أهتم باستكشافها بشكل خاص هو الجانب المعماري، مع التركيز على الوضع المادي للمواد الإشعاعية على المباني. وفي تجارب أخرى، أود أيضًا تجربة زيادة متانة دهانات كبريتات الباريوم عن طريق مزجها مع الدهانات الملونة الأخرى. أخيرًا، أود مواصلة استكشاف التأثيرات الاجتماعية والبيئية والاقتصادية لطرق التبريد الإشعاعي بالأشعة تحت الحمراء ذات الأسعار المعقولة، وتقييم فوائد هذه الطريقة بناءً على فعاليتها وتكلفتها.
ماذا تعلمت من تجربتك في معرض العلوم هذا العام؟
هناك الكثير لنتعلمه ونجربه. على وجه التحديد، أنا أستمتع حقًا برؤية الأفكار والمواضيع التي قدمها المشاركون الآخرون من المدارس المختلفة. أدرك أن هناك الكثير من مجالات العلوم المختلفة. كما يسعدني جدًا أن أرى أن هناك العديد من المنظمات لدعم وتشجيع الطلاب الشباب مثلي لمتابعة اهتماماتنا وصنع أشياء مفيدة.
هل لديك أي نصيحة للطلاب الذين يرغبون في المشاركة في معرض العلوم مثلك؟
ابحث عن موضوع تستمتع بالتعلم عنه. لا يجب أن تكون معقدة. ومن المهم أيضًا العثور على معلم جيد للتوجيه. اجعل الأمر ممتعًا، وإذا استطعت، حوله إلى هواية.
ما هي الخطوة التالية بالنسبة لك؟ ما الذي تعتقد أنك تريد أن تفعله في المستقبل؟
أرغب في مواصلة البحث في مواضيع علمية مختلفة مما سيسمح لي بمواصلة استكشاف الوظائف في مجال العلوم والتكنولوجيا. أرغب في المشاركة مع المنظمات في الصناعات التي تتعاون مع الطلاب الشباب. سيكون من الرائع مواصلة واستكمال تعلمي.
إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن مشروع ستيفاني للتبريد الإشعاعي بالأشعة تحت الحمراء، يرجى زيارة الموقع الملف الشخصي - ستيفاني تشو | مجلس المشروع: YSC
أبق على اتصال
- ابق على اطلاع بأحدث أخبار وأحداث SCWIST من خلال التواصل معنا على LinkedIn, فيسبوك, Instagram X، أو من قبل الاشتراك في النشرة الإخبارية لدينا.