Kiedy w naszych domach robi się zbyt gorąco, pierwszym rozwiązaniem dla wielu osób jest włączenie klimatyzacji. Może to być skuteczne, ale nie jest zbyt energooszczędne, ponieważ ogrzewanie i chłodzenie budynków stanowi ogromny procent kosztów energii. Naukowcy badają więc sposoby pasywnego zarządzania temperaturą wewnętrzną, a jednym z najprostszych jest po prostu pomalowanie budynków i dachów na biało.

Podstawowa fizyka mówi, że jaśniejsze kolory pochłaniają mniej światła niż ciemniejsze, a zatem pozostają chłodniejsze. W ostatnich latach opracowano nowe ultra-białe farby, które odbijają ponad 95% padającego na nie światła słonecznego, wykonując przyzwoitą pracę w zakresie chłodzenia budynków. Powłoki te mają jednak swoje wady, w tym trwałość.

Na potrzeby nowego badania naukowcy z City University of Hong Kong (CityU) opracowali nowy chłodzący materiał ceramiczny, który działa lepiej niż inne. Zamiast być po prostu bardzo białą farbą, materiał ten uzyskuje wysoki współczynnik odbicia dzięki swojej nanostrukturze, która skutecznie rozprasza prawie całe spektrum światła słonecznego - podobnie jak chrząszcz Cyphochilus, który go zainspirował. Skutkuje to współczynnikiem odbicia promieni słonecznych na poziomie 99,6%, co jest rekordowym wynikiem, wraz z emisją termiczną w podczerwieni na poziomie 96,5%.

Materiał jest wykonany z tlenku glinu, który nie tylko zmniejsza absorpcję promieni słonecznych, ale zespół twierdzi, że sprawia, że ceramika chłodząca jest bardziej trwała w obliczu warunków pogodowych. Jest odporny na degradację w wyniku ekspozycji na promieniowanie UV, co jest słabością innych pasywnych materiałów i powłok chłodzących, a także zwiększa szybkość parowania wody z powierzchni, co dodaje dodatkowy efekt chłodzenia wyparnego. Charakteryzuje się nawet ognioodpornością, wytrzymując temperatury przekraczające 1000°C (1832°F).

– Piękno ceramiki chłodzącej polega na tym, że spełnia ona wymagania zarówno dla wysokowydajnych PRC, jak i zastosowań w rzeczywistych warunkach – powiedział profesor Edwin Tso Chi-yan, współautor badania. – Nasz eksperyment wykazał, że zastosowanie ceramiki chłodzącej na dachu domu może osiągnąć ponad 20% [redukcję] energii elektrycznej do chłodzenia pomieszczeń, co potwierdza ogromny potencjał ceramiki chłodzącej w zmniejszaniu zależności ludzi od tradycyjnych strategii aktywnego chłodzenia i zapewnia zrównoważone rozwiązanie pozwalające uniknąć przeciążenia sieci elektrycznej, emisji gazów cieplarnianych i miejskich wysp ciepła.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Produkty

Płytki ceramiczne do twardych materiałów o większej wydajności

Firma Kennametal wprowadza płytki ceramiczne nowego gatunku KYHK15B, które pozwalają osiągnąć większą produktywność i mniejszy koszt w przeliczeniu na krawędź podczas toczenia materiałów twardych.

Produkty

Optymalizacja obróbki przy pomocy ceramicznych frezów trzpieniowych

W artykule Henri Sevonen – starszy menedżer ds. branży  lotniczej w firmie Sandvik Coromant specjalizującej się w obróbce skrawaniem przedmiotów metalowych, wyjaśnia, w jaki sposób nowe rozwiązania techniczne wykorzystywane w produkcji ceramicznych frezów trzpieniowych ułatwiają spełnienie tych wymogów, oferując optymalizację obróbki części silników lotniczych i umożliwiając osiągnięcie istotnej przewagi nad konkurencją.

Wreszcie, naukowcy twierdzą również, że materiał ten można łatwo produkować masowo, wykorzystując powszechne materiały, takie jak tlenek glinu i dwuetapowy proces inwersji faz i spiekania. A jeśli biel jest zbyt nudna dla niektórych domów, materiał można najwyraźniej wyprodukować w innych kolorach i wzorach, dodając dodatkowe warstwy.

Źródło: Uniwersytet Miejski w Hongkongu