Исследователи из Городского университета Гонконга разработали материал под названием охлаждающая керамика. Он обладает высокоэффективными оптическими свойствами, которые позволяют охлаждать здания без использования энергии и хладагента. Его можно использовать в строительстве зданий, пишет Eurekalert.
Существующие охлаждающие материалы с нанофотонными структурами ограничены высокой стоимостью. Полимерным фотонным альтернативам не хватает устойчивости к атмосферным воздействиям и эффективного отражения солнечного света.
Напротив, охлаждающая керамика обладает уникальной иерархически пористой структурой, которая создается из доступных неорганических материалов, таких как оксид алюминия, через двухэтапный процесс фазовой инверсии и спекания. Этот процесс прост, не требует специализированного оборудования или дорогостоящих материалов, что позволяет легко масштабировать производство охлаждающей керамики.
Особые оптические свойства обеспечивают эффективное охлаждение в двух диапазонах: солнечном и инфракрасном. В солнечном диапазоне она отражает большую часть солнечного тепла (99,6%), минимизируя его поглощение. В инфракрасном диапазоне она хорошо излучает тепло (96,5%), способствуя его рассеиванию. Такая комбинация свойств позволяет керамике эффективно охлаждать объекты.
Материал также демонстрирует огнестойкость, выдерживая температуры, превышающие 1000°C. Это превосходит возможности большинства охлаждающих материалов на полимерной или металлической основе.
Охлаждающая керамика обладает не только выдающимися оптическими свойствами, но еще атмосферостойкостью, химической стабильностью и механической прочностью, что делает ее идеальным материалом для длительного использования на открытом воздухе. При высоких температурах она проявляет супергидрофильность, обеспечивая быстрое распределение капель для охлаждения. Таким образом, охлаждающая керамика предотвращает негативные последствия эффекта Лейденфроста и обеспечивает эффективное испарение, что является важным преимуществом по сравнению с традиционными материалами.
Эффект Лейденфроста — это явление, когда жидкость попадает на очень горячую поверхность и вместо того, чтобы сразу исчезнуть, образует паровой слой, который изолирует ее от прямого контакта с поверхностью. Паровой слой замедляет передачу тепла и делает охлаждение жидкости на такой поверхности неэффективным. Это похоже на то, как капли воды «скользят» по горячей сковороде без быстрого испарения.
Эксперименты показали, что применение охлаждающей керамики на крыше дома обеспечивает более 20% электроэнергии для охлаждения помещений. Это помогает снизить потребление ресурсов, необходимое для традиционных способов охлаждений помещений.
Поэтому охлаждающая керамика повышает энергоэффективность и может бороться с глобальным потеплением.
Ранее исследователи Токийского университета разработали инновационный пластик, более прочный и эластичный, чем обычный. Его можно восстанавливать с помощью тепла, он запоминает свою форму и частично биоразлагаемый.
Смотрите, как выглядят дома будущего по версии нейросети:
