Tim fizičara sa Univerziteta Kolorado u Boulderu osmislio je inovativni materijal koji bi mogao značajno unaprediti energetsku efikasnost zgrada širom sveta. Njihovo rešenje, nazvano MOCHI (Mesoporous Optically Clear Heat Insulator), kombinuje visoku toplotnu izolaciju sa gotovo potpunom providnošću, što ga čini idealnim za primenu na prozorskim površinama.
MOCHI kombinuje visoku toplotnu izolaciju sa gotovo potpunom providnošću (Foto: Glenn J. Asakawa / CU Boulder)
Za razliku od većine postojećih izolacionih materijala, koji često zamućuju ili narušavaju pogled kroz staklo, MOCHI se može postaviti na unutrašnju stranu prozora bez ikakvog vizuelnog uticaja. Iako se trenutno proizvodi samo u laboratorijskim uslovima, istraživači ističu da je materijal dugotrajan, tanak i u potpunosti transparentan.
Profesor fizike Ivan Smalyukh, koji predvodi istraživački tim i član je Instituta za obnovljivu i održivu energiju (RASEI), objasnio je da je jedan od najvećih izazova u savremenoj gradnji pronalaženje transparentnih materijala koji efikasno sprečavaju toplotnu razmenu. On ističe da je lako izolovati zidove, ali kada su u pitanju prozori - stvari postaju znatno komplikovanije.
Oglas
Nova tehnologija posebno je važna kada se uzme u obzir da zgrade troše oko 40% ukupne globalne energije i to velikim delom zbog gubitaka toplote kroz prozore tokom zime, kao i prekomernog zagrevanja enterijera tokom letnjih meseci.
Šta MOCHI razlikuje od postojećih rešenja?
MOCHI je zapravo gel na bazi silikona, koji sadrži mrežu mikroskopskih pora - sitnih mehurića vazduha koji su više puta tanji od ljudske dlake. Upravo ti mikroskopski vazdušni džepovi onemogućavaju prolazak toplote, jer su tako mali da molekuli gasa nemaju prostor da slobodno međusobno sudaraju, čime se efikasno prekida lanac prenosa toplote.
Smalyukh objašnjava da je ovakav mehanizam delovanja sličan bilijaru. Energija obično prelazi sa molekula na molekul nakon sudara, a u slučaju MOCHI materijala molekuli nemaju mogućnost sudaranja pa se energija zadržava, što rezultira odličnom izolacijom.
Zanimljivo je da vazduh čini više od 90% zapremine ovog materijala.
Uzorci različitih veličina (Foto: Glenn J. Asakawa / CU Boulder)
Sofisticiran proces izrade i svetla budućnost
Za razliku od tradicionalnih aerogela koji često izgledaju mutno i raspršuju svetlost, MOCHI koristi preciznu mikroporoznu strukturu, nastalu tako što se specijalni molekuli surfaktanata pomešaju sa silikonskom tečnošću.
Ti molekuli spontano formiraju tanke niti na koje se zatim vezuju silikonske čestice. U kasnijim fazama, te niti se uklanjaju i zamenjuju vazduhom, ostavljajući iza sebe mrežu tankih kanala.
Naučnici vide niz potencijalnih primena za ovaj materijal - od izolacije prozora u stambenim i poslovnim objektima, do uređaja koji bi mogli koristiti solarnu energiju za zagrevanje vode i prostora, čak i u uslovima slabije osvetljenosti.
Iako se MOCHI još uvek ne proizvodi industrijski, tim veruje da će proces izrade moći da se pojednostavi. Dodatni optimizam uliva i činjenica da su osnovne sirovine za izradu relativno jeftine, što bi u budućnosti moglo omogućiti širu komercijalnu primenu.
Ako se planovi istraživača realizuju, vrlo je moguće da ćemo uskoro imati prozore koji ne samo da pružaju pogled, već i aktivno učestvuju u uštedi energije.
Studija o ovom istraživanju objavljena je u časopisu Science.
