Oto przyszłość naszych mieszkań. Materiał jak szkło, ale sam się myje i chłodzi pomieszczenia
Naukowcy wynaleźli materiał na bazie polimeru o unikalnych właściwościach. Materiał ten przepuszcza światło słoneczne, utrzymuje bardziej komfortową temperaturę klimat w pomieszczeniu bez dodatkowej energii i czyści się jak liść lotosu.
Świat budownictwa stoi na progu rewolucji. Naukowcy z Karlsruhe Institute of Technology (KIT) w Niemczech zaprezentowali na łamach prestiżowego czasopisma "Nature Communications" innowacyjny materiał polimerowy o niezwykłych właściwościach. Ten inteligentny materiał przyszłości może zastąpić tradycyjne komponenty szklane w ścianach i dachach, oferując szereg korzyści, o których do tej pory mogliśmy jedynie pomarzyć.
Chłodzi bez prądu
Każdy z nas chciałby mieć w mieszkaniu lub domu jak najwięcej naturalnego światła. Poprawia to nastrój i pozwala zaoszczędzić na kosztach oświetlenia. Jednak dachy i ściany z tradycyjnego szkła stwarzają również problemy, takie brak prywatności i przegrzanie latem.
Naukowcy z KIT opracowali nowatorski materiał na bazie polimerów, który łączy w sobie różne właściwości i może w przyszłości zastąpić elementy szklane w budownictwie. Ten wielofunkcyjny metamateriał mikrofotoniczny na bazie polimerów (PMMM) składa się z mikroskopijnych piramid wykonanych z silikonu.
Te mikropiramidy mierzą około dziesięciu mikrometrów, co stanowi około jednej dziesiątej średnicy włosa. Taka konstrukcja nadaje folii PMMM kilka funkcji: rozpraszanie światła, samooczyszczanie i chłodzenie radiacyjne przy jednoczesnym zachowaniu wysokiego poziomu przezroczystości.
Pozwala to na pasywne chłodzenie radiacyjne bez zużycia energii elektrycznej
- wyjaśnia prof. Bryce S. Richards.
Skorzystają miasta i rolnicy
Przy użyciu nowoczesnej spektrofotometrii, w laboratorium i podczas eksperymentów pod gołym niebem, w rzeczywistych warunkach zewnętrznych, naukowcy przetestowali właściwości materiału i zmierzyli jego przepuszczalność światła, rozpraszanie światła, właściwości odbicia, zdolność samooczyszczania i wydajność chłodzenia.
W testach uzyskano ochłodzenie o 6 stopni C w porównaniu do temperatury otoczenia. Ponadto materiał wykazywał wysoką przepuszczalność widmową, czyli przezroczystość, wynoszącą 95 proc. Dla porównania szkło ma zazwyczaj przezroczystość na poziomie 91 proc.
Jednocześnie struktura mikropiramidy rozprasza 73 proc. wpadającego światła słonecznego, co powoduje rozmycie obrazu.
W mieszkaniach i biurach materiał pozwala uzyskać jasne, ale nieoślepiające światło i prywatne przestrzenie wewnętrzne do pracy i życia. W szklarniach wysoka przepuszczalność światła może zwiększyć plony, ponieważ skuteczność fotosyntezy szacuje się na dziewięć procent wyższą niż w szklarniach ze szklanymi dachami
- mówi RichardsGan Huang, lider grupy w IMT.
Materiał, który sam się czyści
Mikropiramidy nadają również folii PMMM właściwości superhydrofobowe, podobne do liści lotosu: woda gromadzi się w kropelkach i usuwa brud i kurz z powierzchni. Funkcja samooczyszczania sprawia, że materiał jest łatwy w utrzymaniu i trwały.
Te niezwykłe właściwości otwierają przed nami szerokie możliwości w budownictwie. Wyobraź sobie domy i budynki, które same regulują temperaturę, zapewniając komfort bez zużywania energii. Budynki, które doświetlają wnętrza naturalnym światłem, dając poczucie bliskości natury. I wreszcie, budynki, które samodzielnie dbają o czystość elewacji, oszczędzając czas i pieniądze na konserwację.
