Çığır Açan Şeffaf Malzeme MOCHI, En İyi Isı Durdurucu Olarak 'Donmuş Duman'ın Yerini Alabilir

Boulder'daki Colorado Üniversitesi araştırmacıları yeni bir şeffaf yalıtım malzemesi ışığın içinden geçmesine izin verirken ısıyı engeller.

MOCHI (Mezo Gözenekli Optik Olarak Şeffaf Isı Yalıtkanı) olarak adlandırılan ısıyı engelleyen malzeme, ısıyı önemli ölçüde azaltabilir. enerji binada kullanım pencereler görünürlükten ödün vermeden. Şeffaf yalıtkan aynı zamanda “donmuş dumanın” yerini alabilir aerojel izolatörlerEndüstriyel uygulamalarda genellikle berrak olmaktan çok bulutludurlar.

MOCHI henüz ticari olarak mevcut olmasa da, CU Boulder geliştiricileri şeffaf yalıtkanlarını yapmak için kullanılan bileşenlerin yaygın ve ucuz olduğunu söyledi. Ayrıca mevcut karmaşık üretim sürecinin de önemli ölçüde optimize edilebileceğini, bunun da şeffaf yalıtkanların er ya da geç mevcut olma olasılığını artırabileceğini belirttiler.

MOCHI Şeffaf İzolatör İhtiyacının Karşılanmasına Yardımcı Olabilir

bir ifade MOCHI'nin gelişimini detaylandıran CU Boulder Fizik profesörü Ivan Smalyukh, bir binanın duvarlarının, tavanlarının ve zeminlerinin ısı alışverişini azaltmak için yalıtılabileceğini, böylece maliyetli, karbon yoğun iç mekan çevre kontrol sistemlerine olan ihtiyacın azaltılabileceğini belirtti. Ancak profesör, "pencerelerin şeffaf olması gerektiğini" belirtiyor.

"Şeffaf yalıtkanlar bulmak gerçekten zor" diye açıkladı.

Yine de şeffaf izolatörlere olan ihtiyaç artmaya devam ediyor. Ekibe göre, tüm binaların dünya çapındaki toplam enerji tüketimi, üretilen toplam enerjinin yaklaşık %40'ını oluşturuyor. Bu enerjinin bir kısmı aydınlatma, wi-fi, veri işleme ve diğer uygulamalar için kullanılsa da genel kullanımın önemli bir kısmı çevresel kontrol sistemlerinden geliyor.

Ekibin çalışmasını detaylandıran bir çalışmanın kıdemli yazarı olan Smalyukh, "Dışarıdaki sıcaklık ne olursa olsun, insanların enerji israfına gerek kalmadan içeride konforlu sıcaklıklara sahip olabilmelerini istiyoruz" dedi.

Aerojellerin endüstriyel pazarda ön sıralarda yer aldığı bazı yarı şeffaf izolatörler mevcuttur. Örneğin NASA, çeşitli uzay görevlerinde elektronikleri sıcak tutmak için aerojelleri kullanıyor. Bununla birlikte, aerojelin asimetrik iç yapısı onu şeffaf olmaktan çok sisli hale getirir ve ona resmi olmayan "donmuş duman" takma adını kazandırır.

Minik Baloncuklar Şeffaf Malzemeye 'Büyülü' Özellik Kazandırıyor

Ekibin açıklamasına göre MOCHI'yi yaratmanın ilk adımı, yüzey aktif maddelerin silikon parçacıkları içeren sıvı bir çözeltiye karıştırılmasını içeriyordu. Bu ortamda yüzey aktif maddeler, yağın sudan ayrılırken yaptığına benzer şekilde ipler halinde birbirine bağlanır. Daha sonra silikon parçacıkları ipliklerin yüzeylerine yapışır. Araştırmacılar yüzey aktif madde ipliklerini kimyasal bir çıkarma işleminden geçirdikten sonra, havayla dolu küçük silikon tüplerle kaldılar. Profesör, insan saçından daha ince tüplerden ve %90'dan fazlası havadan oluşan bu malzemeyi "tesisatçıların kabusu" olarak nitelendirdi.

Malzemeyi ince bir tabaka halinde üreterek, ışığın yaklaşık %98'ini geçiren gazla dolu simetrik bir dizi küçük kabarcıkla kalırlar. Bu şeffaflık seviyesi, onu pencere izolatörleri olarak asimetrik gaz kabarcıklarıyla dolu aerojellerden önemli ölçüde daha çok yönlü hale getiriyor.

Test sırasında ekip, yeni malzemenin moleküllerin birbirlerinden sıçramasını ve enerji transferini önleyerek ısı transferini en aza indirdiğini buldu. Profesör Smalyukh, MOCHI'nin ısı transferini önlerken ışık transferine izin veren benzersiz ikili yeteneğinin anahtarının, bu moleküler çarpışmaları önleyen son derece küçük kabarcıklarda yattığını söyledi.

Smalyukh, "Moleküllerin birbirleriyle serbestçe çarpışma ve enerji alışverişi yapma şansı yok" dedi. "Bunun yerine gözeneklerin duvarlarına çarpıyorlar."

Sürecin Kolaylaştırılması ve Teorik Uygulamalar

Şeffaf yalıtkanın üretilmesine yönelik mevcut süreç, zaman açısından yoğun olmaya devam ediyor ve kullanımını laboratuvar ortamıyla sınırlıyor. Ancak araştırma ekibi, MOCHI'nin bileşenlerinin nispeten ucuz olduğunu ve aynı zamanda karmaşık üretim sürecinin "aktive edilebileceğine" inandıklarını belirtti. Profesör, bu kombinasyonun MOCHI'nin potansiyel ticari kullanımları açısından "iyiye işaret" olduğunu söyledi.

Malzemenin olası ticari ve endüstriyel uygulamaları tartışılırken CU Boulder ekibi, üstün ısı engelleme özelliğinin malzemenin yalnızca 5 milimetre kalınlığındaki tabakalara uygulanmasına olanak tanıdığını belirtti. Aslında ekip, bu kadar ince bir tabakanın o kadar güçlü bir yalıtım kabiliyetine sahip olduğunu ve eğer MOCHI onu örterse "alevi avucunuzun içinde tutabileceğinizi" söyledi.

Uç bir örnekte araştırmacılar, malzemelerinin ısıyı engellemede o kadar iyi olduğunu ve pencereleri kapatmak için sadece 5 milimetre kalınlığında bir MOCHI tabakası kullanabileceğinizi belirtti. Ayrıca MOCHI'nin uzun ömürlü olduğunu ve gökdelenlerin yanı sıra konutlar için de uygun olduğunu belirtiyorlar.

Ekip, pencere kaplama uygulamalarının yanı sıra şeffaf yalıtkanlarının güneş ışığının ısısını yakalayan ve onu ucuz, sürdürülebilir enerjiye dönüştüren teorik cihazlarda kullanılabileceğini öne sürdü.

Smalyukh, "Biraz bulutlu bir gün olsa bile, yine de çok fazla enerji kullanabilir ve bunu suyunuzu ve binanızın içini ısıtmak için kullanabilirsiniz" diye önerdi.

Çalışma “Sürdürülebilir bina kaplamaları için gözenekli, optik olarak şeffaf ısı yalıtıcıları" kategorisinde yayınlandı Bilim.

Christopher Plain, Bilim Kurgu ve Fantazi roman yazarı ve The Debrief'te Baş Bilim Yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kurun X, onun kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan şu adrese e-posta gönderin: [email protected].