Учени създадоха почти невидима изолация за прозорци

Физици от Университета на Колорадо в Боулдър разработиха нов материал за изолация на прозорци, който може значително да намали енергийните загуби от сградите, без да пречи на гледката навън, съобщава уебсайтът „Knowridge“. Материалът е почти напълно прозрачен, но притежава изключителни изолационни свойства, които блокират изтичането на топлина през стъклото – едно от най-слабите места в повечето сгради.

Новата разработка носи името Mesoporous Optically Clear Heat Insulator, или накратко MOCHI. Тя може да бъде произведена под формата на тънки листове или по-големи панели и да се поставя от вътрешната страна на вече съществуващи прозорци. Засега материалът се създава само в лабораторни условия и не се предлага на пазара, но учените подчертават, че е устойчив, кристално ясен и изненадващо ефективен.

Значителна част от енергийното потребление се губи през прозорците

„Прозорците трябва да пропускат светлина, но именно това ги прави изключително неефективни в задържането на топлина. Изключително трудно е да се намери изолация, която да е едновременно прозрачна и наистина ефективна.“, обяснява професорът по физика Иван Смалюк от Университета на Колорадо и водещ автор на изследването.

Сградите са отговорни за около 40 процента от глобалното енергийно потребление, като значителна част от тази енергия се губи именно през прозорците – чрез изтичане на топлина през зимата и навлизане на горещ въздух през лятото. MOCHI е проектиран да забавя този топлообмен и да поддържа по-стабилна вътрешна температура с по-малко разходи за отопление и охлаждане.

На пръв поглед материалът изглежда прост – представлява мек гел на силиконова основа. Истинската му сила обаче се крие във вътрешната структура, изпълнена с мрежа от миниатюрни въздушни кухини, всяка от които е значително по-тънка от човешки косъм. Тези пори задържат въздуха толкова ефективно, че слой с дебелина едва пет милиметра може да спре интензивна топлина. При демонстрации учените показват, че материалът може да блокира пламък, без отсрещната повърхност да се нагрее.

Над 90 процента от обема на MOCHI е въздух, но подреден с изключителна прецизност. Именно това го отличава от аерогелите – друг тип високоефективна изолация, използвана в космическите технологии. Докато при аерогелите порите са хаотично разположени и разсейват светлината, правейки материала мътен, при MOCHI те са организирани така, че светлината преминава почти безпрепятствено. В резултат материалът отразява едва около 0,2 процента от падащата светлина и на практика остава невидим върху стъкло.

Какъв е механизмът на изолация?

Механизмът на изолация е сравнително ясен. Топлината обикновено се предава в газовете чрез сблъсъци между молекулите. В изключително малките пори на MOCHI тези сблъсъци са силно ограничени, тъй като молекулите се удрят основно в стените на порите, което значително намалява топлопреноса.

Изследователите виждат и други приложения на технологията извън прозорците. Материалът може да се използва за улавяне на слънчева топлина в системи за подгряване на вода или за отопление на сгради, дори при ограничено слънчево греене, което би направило възобновяемите енергийни решения по-ефективни и достъпни.

Към момента MOCHI остава лабораторно постижение. Производството му е бавно и сложно, макар самите суровини да не са скъпи. Иван Смалюк е уверен, че процесът може да бъде опростен и адаптиран за масово производство.

Ако това се случи, бъдещето на енергийно ефективните сгради може да стане не само по-устойчиво, но и значително по-прозрачно, пише БГНЕС.