Енергоефективна заміна скла: створено матеріал, що самоочищується і рятує від спеки

Учені створили новий метаматеріал на основі полімеру, що має унікальні властивості. Він прозорий, пропускає багато сонячного світла, забезпечує конфіденційність у приміщенні, а також здатний його охолоджувати навіть за сильної спеки. Вчені вважають, що за допомогою цього матеріалу, який може замінити скло в стінах і дахах, можна знизити витрати на електроенергію. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Communications, пише Interesting Engineering.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Скляні компоненти в стінах і дахах будинків збільшують природне освітлення будівлі в денний час і знижують споживання електроенергії. Але вони також створюють відблиски, які можуть викликати дискомфорт у людини всередині будівлі. Також скляні компоненти знижують рівень конфіденційності та призводять до нагрівання приміщень. А ще скло потребує постійного очищення. Автори нової розробки стверджують, що їхній матеріал вирішує всі ці проблеми і може стати заміною склу в будівлях. При цьому використання цього матеріалу може істотно знизити витрати на електроенергію.

Вчені створили мікрофотонний багатофункціональний метаматеріал (PMMM) на основі полімеру з поверхнею з мікроскопічних пірамід із силікону. Ці піраміди мають розмір всього 10 мікрометрів, що становить приблизно 1/10 товщини волосини людини. Така поверхня дає можливість PMMM добре розсіювати світло, самоочищатися, охолоджувати приміщення і водночас матеріал має високу прозорість.

За допомогою скла можна економити електроенергію, адже в приміщення надходить багато сонячного світла. Але скло не дає змоги виходити теплу з приміщення, тому температура всередині підвищується. Тому доводиться влітку використовувати кондиціонери, а значить витрати на електроенергію зростають.

Новий матеріал, хоч і має високу прозорість, але він не затримує тепло всередині приміщення. PMMM виділяє тепло у вигляді довгохвильового інфрачервоного випромінювання, що дає змогу приміщенню залишатися більш прохолодним навіть у дуже спекотний день.

Як показали експерименти новий матеріал здатний знизити температуру у відвідуванні на 6 градусів Цельсія порівняно з температурою навколишнього середовища. Також метаматеріал показав високий рівень прозорості. Якщо звичайне скло пропускає приблизно 91% світла, то PMMM — 95%. Також матеріал може розсіювати завдяки структурі поверхні 73% сонячного світла. Це означає, що зовні практично нічого не буде видно, а значить забезпечується висока конфіденційність. При цьому світло розсіюється в приміщенні в різних напрямках, а не прямо, як через звичайне скло. Це створює більш комфортні умови в приміщенні.

Мікроскопічні піраміди на поверхні матеріалу дають йому змогу самоочищатися. Вода накопичується на поверхні і скочується вниз, забираючи з собою бруд і пил. Вчені стверджують, що PMMM був створений з екологічно чистих і комерційно вигідних полімерних матеріалів, що робить його чудовою альтернативою звичайному склу.

Як уже писав Фокус, японський робот зібрав кубик Рубіка в 10 разів швидше за людину-рекордсмена. Робот зміг зібрати знамениту головоломку за вражаючі 0,305 секунди.

Також Фокус писав про новий металевий сплав, який створили вчені зі США. Вони припускають, що цей надміцний матеріал, здатний витримати дуже високу температуру, можна використовувати для будівництва нових літаків і космічних кораблів.