Энергоэффективная замена стекла: создан самоочищающийся и спасающий от жары материал

Ученые создали новый метаматериал на основе полимера, имеющего уникальные свойства. Он прозрачный, пропускает много солнечного света, обеспечивает конфиденциальность в помещении, а также способен его охлаждать даже при сильной жаре. Ученые считают, что с помощью этого материала, который может заменить стекло в стенах и крышах, можно снизить затраты на электроэнергию. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications, пишет Interesting Engineering.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Стеклянные компоненты в стенах и крышах домов увеличивают естественное освещение здания в дневное время и снижают потребление электроэнергии. Но они также создают блики, которые могут вызвать дискомфорт у человека внутри здания. Также стеклянные компоненты снижают уровень конфиденциальности и приводят к нагреванию помещений. А еще стекло требует постоянной очистки. Авторы новой разработки утверждают, что их материал решает все эти проблемы и может стать заменой стеклу в зданиях. При этом использование этого материала может существенно снизить затраты на электроэнергию.

Ученые создали микрофотонный многофункциональный метаматериал (PMMM) на основе полимера с поверхностью из микроскопических пирамид из силикона. Данные пирамиды имеют размер всего 10 микрометров, что составляет примерно 1/10 толщины волоса человека. Такая поверхность дает возможность PMMM хорошо рассеивать свет, самоочищаться, охлаждать помещения и в то же время материал имеет высокую прозрачность.

С помощью стекла можно экономить электроэнергию, ведь в помещение поступает много солнечного света. Но стекло не позволяет уходить теплу из помещения, поэтому температура внутри повышается. Поэтому приходится летом использовать кондиционеры, а значит затраты на электроэнергию растут.

Новый материал, хоть и имеет высокую прозрачность, но он не задерживает тепло внутри помещения. PMMM выделяет тепло в виде длинноволнового инфракрасного излучения, что позволяет помещению оставаться более прохладным даже в очень жаркий день.

Как показали эксперименты новый материал способен снизить температуру в посещении на 6 градусов Цельсия по сравнению с температурой окружающей среды. Также метаматериал показал высокий уровень прозрачности. Если обычное стекло пропускает примерно 91% света, то PMMM – 95%. Также материал может рассеивать благодаря структуре поверхности 73% солнечного света. Это значит, что снаружи практически ничего не будет видно, а значит обеспечивается высокая конфиденциальность. При этом свет рассеивается в помещении в разных направлениях, а не прямо, как через обычное стекло. Это создает более комфортные условия в помещении.

Микроскопические пирамиды на поверхности материала позволяют ему самоочищаться. Вода накапливается на поверхности и скатывается вниз, унося с собой грязь и пыль. Ученые утверждают, что PMMM был создан из экологически чистых и коммерчески выгодных полимерных материалов, что делает его отличной альтернативой обычному стеклу.

Как уже писал Фокус, японский робот собрал кубик Рубика в 10 раз быстрее человека-рекордсмена. Робот смог собрать знаменитую головоломку за впечатляющие 0,305 секунды.

Также Фокус писал о новом металлическом сплаве, который создали ученые из США. Они предполагают, что этот сверхпрочный материал, способный выдержать очень высокую температуру, можно использовать для строительства новых самолетов и космических кораблей.