Абрам Флюкігер, студент бакалаврату в Університеті Колорадо в Боулдері, тримає в руках блок, що складається з п’яти шарів матеріалу MOCHI та двох скляних панелей (Фото: Glenn Asakawa/CU Boulder)
Новий прозорий теплоізолятор для вікон і будівель
Учені з Університету Колорадо у Боулдері розробили новий тонкий матеріал, який може значно підвищити енергоефективність будівель. Він майже непомітний на вікні, але добре утримує тепло й зменшує витрати електроенергії. Новий матеріал назвали Mesoporous Optically Clear Heat Insulator (MOCHI).
Докладно про розробку написано в журналі Science.
В інституті пояснюють: будівлі споживають величезну кількість енергії - у США комерційні споруди використовують понад 40% виробленої електрики. Тому будь-які рішення, що зменшують тепловтрати, є важливими.
Матеріал MOCHI випускається у вигляді великих блоків або тонких листів, які легко наклеювати на внутрішню частину вікна. Він майже повністю прозорий та має тривалий термін служби.
«Незалежно від того, яка температура зовні, ми хочемо, щоб людям у приміщеннях було комфортно без зайвих витрат енергії», - сказав 11 грудня Іван Смалюк, співавтор розробки та професор фізики в CU Boulder.
Дослідники порівнюють MOCHI із «сучасною бульбашковою плівкою». Матеріал складається з силіконового гелю, на понад 90% заповненого повітрям. Усередині - дуже дрібні пори, набагато тонші за людську волосину. Саме ці мікроскопічні повітряні бульбашки й блокують тепло.
Лист завтовшки 5 міліметрів настільки добре утримує тепло, що із ним можна навіть тримати полум’я у руці, не обпікаючись.
MOCHI - удосконалена версія аерогелів, які NASA давно використовує для утеплення марсоходів. Однак звичайні аерогелі мають легку «туманність» через хаотичні пори й не підходять для вікон. Команда Смалюка розробила інший спосіб виробництва, який робить матеріал прозорим.
Створення MOCHI починається зі змішування спеціальних молекул - поверхнево-активних речовин. Вони збираються у тонкі нитки, подібно до того, як олія відділяється від оцту. На зовнішню частину цих ниток «сідають» силіконові молекули. Потім поверхнево-активні речовини видаляють, замінюють повітрям - і утворюється мережа дрібних повітряних каналів.
У звичайних матеріалах тепло передається як у грі в більярд: молекули стикаються одна з одною й поширюють енергію. У MOCHI молекули газу майже не мають місця для зіткнень - вони відскакують від стінок пор, тому тепло не може пройти далі. Матеріал пропускає понад 99% світла й відбиває лише 0,2%, тож огляд крізь вікно залишається чистим.
Поки що MOCHI виготовляють у лабораторії в невеликих тонких листах, і він не продається. Але розробники вважають, що застосувань може бути значно більше, ніж просто покриття для вікон.
Інженери планують створювати пристрої, які будуть «збирати» сонячне тепло за допомогою MOCHI й використовувати його для нагрівання води або внутрішніх приміщень - навіть у похмурі дні.
«Навіть коли не дуже сонячно, можна отримати багато енергії та використати її для нагрівання води чи будівлі», - пояснює Смалюк.
Хоча виготовлення MOCHI потребує часу, дослідники впевнені, що процес можна спростити, особливо тому, що матеріали недорогі.
Новий інноваційний ізолятор може допомогти як у приватних будинках, що втрачають тепло взимку, так і в хмарочосах, які перегріваються влітку. Технологія може стати основою для майбутніх енергоефективних вікон.
Заборонено і буде заблоковано:
- реклама
- спам та шахрайство
- образи, дискримінаційні висловлювання
Редакція не модерує коментарі, відповідальність за зміст коментарів несе автор коментаря. Редакція Build Portal залишає за собою право не погоджуватись з думкою автора коментаря, проте надає свободу слова відповідно до ст. 21, 24 та ст. 34 Конституції України.
Шановні читачі, читайте коментарі вдумливо, пам'ятайте, що автором коментарів можуть бути різні джерела.