Новий матеріал здатний замінити скло в будівлях і забезпечити низьке споживання електроенергії.

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.

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.

Источник: focus.ua