Ερευνητές ανέπτυξαν μια λεπτή διαφανή μεμβράνη με εξαιρετικές θερμομονωτικές ιδιότητες

Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο ανέπτυξαν ένα καινοτόμο υλικό που μπορεί θεωρητικά να εφαρμοστεί σε οποιοδήποτε τζάμι, προσφέροντας εξαιρετική θερμομόνωση χωρίς να εμποδίζει το φως. Το υλικό, με την ονομασία «Μεσοπορώδης Οπτικά Διαυγής Μονωτής Θερμότητας» (Mesoporous Optically Clear Heat Insulator – MOCHI), αποτελείται από ένα σχεδόν διαφανές και ανθεκτικό τζελ πυριτίου πυ έχει ιδιαίτερα υψηλές μονωτικές ιδιότητες. Η αποτελεσματικότητά του οφείλεται σε ένα δίκτυο μικροσκοπικών πόρων, λεπτότερων από μια ανθρώπινη τρίχα, που παγιδεύουν τη θερμότητα και περιορίζουν δραστικά τη θερμική απώλεια.

Σε μεγαλύτερη κλίμακα, το MOCHI θα μπορούσε να βελτιώσει σημαντικά την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων, σύμφωνα με πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science. Μακροπρόθεσμα, το υλικό θα μπορούσε να βρει εφαρμογές «από εξωγήινους οικισμούς έως ελαφριά ενδύματα», όπως δήλωσε στο Gizmodo ο Ιβάν Σμάλιουχ, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο.

Φυσαλίδες που παγιδεύουν τον αέρα

Το μυστικό της μονωτικής ικανότητας του MOCHI βρίσκεται σε αυτές τις μικρές φυσαλίδες αέρα, οι οποίες παγιδεύουν τη θερμότητα, είτε αυτή εισέρχεται είτε εξέρχεται από το υλικό. Ο μηχανισμός αυτός μοιάζει με εκείνον των αεροτζέλ, τα οποία η NASA χρησιμοποιεί για τη μόνωση των ρόβερ που βρίσκονται στον Άρη. Ωστόσο, στα αεροτζέλ οι φυσαλίδες αέρα είναι διάσπαρτες και αντανακλούν το φως, δίνοντας στο υλικό μια θολή όψη.

Αντίθετα, το MOCHI αντανακλά μόλις το 0,2% του εισερχόμενου φωτός. Περίπου το 90% του υλικού αποτελείται από αέρα, γεγονός που το καθιστά σχεδόν διαφανές, εξήγησε ο Σμάλιουχ. Σε ένα από τα πειράματα, η εφαρμογή του MOCHI σε ένα παράθυρο μείωσε τη θερμική απώλεια κατά περίπου 95%. Επιπλέον, σύμφωνα με τους ερευνητές, οι φυσαλίδες αέρα είναι τόσο καλές στο να εμποδίζουν τη μεταφορά θερμότητας, ώστε μια μεμβράνη MOCHI πάχους 5 χιλιοστών θα ήταν αρκετή για να κρατήσει κανείς μια αναμμένη φωτιά στην παλάμη του χεριού του.

Στόχος η χαμηλή ενεργειακή απόδοση των κτιρίων

Σύμφωνα με τον ερευνητή, βασικό κίνητρο για την έρευνα ήταν η χαμηλή ενεργειακή απόδοση των κτιρίων παγκοσμίως. Τα κτίρια καταναλώνουν περίπου το 40% της παγκόσμιας ενέργειας, ενώ η κακή μόνωση οδηγεί σε μεγάλη θερμική απώλεια και αυξημένη ενεργειακή κατανάλωση. Τα περισσότερα υπάρχοντα μονωτικά υλικά είναι αδιαφανή και αντιαισθητικά όταν εφαρμόζονται σε παράθυρα ή προσόψεις. Το MOCHI σχεδιάστηκε ώστε να αντιμετωπίσει και τα δύο αυτά προβλήματα.

«Τα κατάλληλα δομικά υλικά και τεχνολογίες θα μπορούσαν να επιτρέψουν τη δημιουργία άνετων εσωτερικών χώρων με μηδενική ή ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας. Με αυτόν τον τρόπο, τα παράθυρα θα μπορούσαν επιτέλους να αποκτήσουν νέες λειτουργίες, πολύ πέρα από εκείνες που επιτελούν εδώ και χιλιετίες» ανέφερε ο ερευνητής.

Προς το παρόν, το MOCHI βρίσκεται ακόμη σε στάδιο ανάπτυξης, καθώς η διαδικασία κατασκευής του παραμένει χρονοβόρα, όπως παραδέχθηκαν οι ερευνητές. Ωστόσο, η ομάδα εμφανίζεται αισιόδοξη. Τα υλικά που απαιτούνται είναι σχετικά χαμηλού κόστους, κάτι που «δημιουργεί καλές προοπτικές» για την εμπορική του αξιοποίηση, σύμφωνα με τον Σμάλιουχ.

Οι ερευνητές βλέπουν επίσης μεγάλες δυνατότητες του MOCHI στον τομέα της βιώσιμης ενέργειας. Για παράδειγμα, το υλικό θα μπορούσε να επανασχεδιαστεί ώστε να λειτουργεί ως ηλιακό πάνελ για κτίρια, ιδιαίτερα σε περιοχές με περιορισμένη ηλιοφάνεια. Προς το παρόν, η ομάδα συνεχίζει τις δοκιμές και τη βελτίωση του υλικού.

ΠΗΓΗ: Gizmodo