https://frosthead.com

Ovaj novi premaz može pomoći održavanju zgrade hladnim

Kako temperature šire širom svijeta, kako održavamo svoje domove i druge zgrade hladnim? Bogatiji među nama miniraju klima uređaj koji je učinkovit, ali samo dodatno šteti okolišu, zahvaljujući većoj potrošnji energije. Oni manje sretni jednostavno pate ili čak umiru u toplinskim valovima.

Istraživači sa Sveučilišta Columbia imaju novo rješenje za hlađenje zgrada, za koje kažu da bi moglo pomoći u smanjenju tereta klimatskih promjena. To je bijela boja - tehnički polimerna prevlaka - koja koristi beskonačno sitne rupice za hlađenje zraka.

Premaz je primjer pasivnog dnevnog zračnog hlađenja (PDRC), pri čemu se površina hladi odbijanjem sunčeve svjetlosti i topline u atmosferu. Bijele boje, koje odražavaju svjetlost, već se dugo koriste za PDRC. Ali obično sadrže pigmente koji apsorbiraju svjetlost i nesavršeno odražavaju duže sunčane valne duljine.

Suprotno tome, premaz koji je razvio tim Columbia ima površinu nalik na pjenu punu rupa u nanosima. Da bi ga stvorili, istraživači su u osnovi uzeli pigment iz bijele boje i zamijenili ga tim malim rupama. Ovo pretvara normalno prozirni polimer u bijelo. Rupe se raspršuju i odražavaju sve valne duljine sunčeve svjetlosti, čineći premaz daleko boljim na PDRC-u od tradicionalne boje.

"[Tradicionalne bijele boje] obično odražavaju samo 85 posto ukupne sunčeve svjetlosti, ali apsorbiraju ostatak i zagrijavaju se", kaže Nanfang Yu, profesor primijenjene fizike koji je radio na istraživanju objavljenom danas u časopisu Science ence. "Suprotno tome, premaz koji smo razvili reflektira 96 ​​do 99 posto ukupne sunčeve svjetlosti - ultraljubičastog, vidljivog i infracrvenog - što je nevjerojatno visoko i može ostati ispod temperature okoline čak i ako je sunčeva svjetlost jaka."

Drugi su znanstvenici koristili slične metode refleksije sunca kako bi postigli hlađenje, kaže Mark Swihart, profesor kemijskog i biološkog inženjerstva na Sveučilištu u Buffalou, koji nije bio uključen u istraživanje.

"Međutim, ono što je ovdje novo su relativno jednostavni i pametni načini za postizanje rezultata", kaže on. "Kao što najbolje mogu reći, nitko nije predložio korištenje tako poroznih polimera za ovu pasivnu primjenu hlađenja. Novost rada leži u odabiru ove vrlo jednostavne metode za oblikovanje filmova koji postižu pasivni efekt hlađenja. "

Budući da je metoda tako jednostavna, kaže Swihart, može se relativno lako i jeftino proizvesti i primijeniti u širokim okvirima - na primjer, premaz se može proizvesti u velikim kolutima i nanositi poput tapeta.

"Mislim da to može imati značajan praktični potencijal", kaže on.

Premaz najbolje uspijeva u sunčanim klimama - istraživanje je pokazalo da smanjuje toplinu za 6 stupnjeva Celzija u pustinji Arizona. Ali dobro funkcionira i u maglovitijem, tropskom okruženju - smanjila je toplinu za 3 stupnja Celzija u Bangladešu. To znači da se može upotrebljavati u vrlo različitim okruženjima širom svijeta.

Premaz se lako nanosi, u osnovi djeluje poput standardne boje. Može se koristiti na gotovo bilo kojoj površini, od krovova do rezervoara za vodu do vozila. Tim je također eksperimentirao s nanošenjem premaza u različitim bojama, u nadi da će proizvod dopasti široj publici. Dodavanje boja smanjuje stupanj hlađenja, ali performanse su i dalje bolje od obojenih komercijalnih boja.

„To je važno s obzirom na ljudske ukuse“, kaže Jyotirmoy Mandal, doktorski student i vodeći autor studije. "Ne žele svi bijeli krov na svojoj kući, a tvrtke koje se bave bojama već desetljećima pokušavaju razviti" hladne boje "."

Sada se istraživači usredotočuju na korištenje vodenih ili alkoholnih sustava za izradu premaza sličnih rashladnih svojstava, što bi moglo učiniti proizvod ekološki prihvatljivijim i jednostavnim za nanošenje. Također razmatraju nove načine recikliranja odbačenih polimera.

Tim se nada kako bi se premaz mogao eventualno upotrijebiti na mjestima od pustinja do tropskih područja do mjesta s srednjom klimom - u osnovi gdje god vrućina predstavlja više problema nego hladnoće. Također bi mogla biti korisna u raznim gospodarskim situacijama.

„U okruženjima koja su bogata resursima, premaz može smanjiti troškove klimatizacije“, kaže Yuan Yang, profesor znanosti o materijalima i inženjerstvu koji je radio na istraživanju. "U sredinama siromašnim resursima, u kojima je električno hlađenje nedostupno ili nedostupno - na primjer, u južnoj ruralnoj Aziji ili Africi - hlađenje ispod ambijenta može olakšati."

Premaz, ako se koristi na dovoljno zgrada odjednom, može također pomoći u rješavanju takozvanih „otoka urbane topline“ - urbanih područja koja postaju mnogo toplija od okoline, zahvaljujući zbližavanju zgrada i puno ljudske aktivnosti. Dok se svijet i dalje urbanizira, ovi toplinski otoci predstavljaju sve veći problem - toplinski valovi ubijaju nerazmjeran broj stanovnika.

"Međutim, takav napor zahtijeva široku suradnju između istraživača, urbanista i onih koji donose politiku", kaže Mandal. „Nadamo se da će naš rad proširiti svijest o potencijalu radijativnog hlađenja izvan znanstvenih krugova.“

Ovaj novi premaz može pomoći održavanju zgrade hladnim