ابداع یک ماده سیمانی که به خنک‌سازی ساختمان‌ها کمک می‌کند!

باشگاه خبرنگاران جوان؛ جواد فراهانی – دانشمندان چینی و آمریکایی یک ماده ساختمانی نوآورانه توسعه داده‌اند که برخلاف سیمان و بتن سنتی که معمولاً گرما را در داخل جمع می‌کنند، به نور و گرما واکنش نشان می‌دهد تا ساختمان‌ها را خنک کند. استفاده از این ماده جدید امکان کاهش دمای داخل ساختمان تا ۵ درجه سانتیگراد در روز‌های گرم را فراهم می‌کند.

محققان توضیح دادند: هنگامی که این سیمان سخت می‌شود، ساختار ویژه‌ای از کریستال‌های اترینگایت معدنی طبیعی روی سطح آن تشکیل می‌شود. این کریستال‌ها با توانایی خود در بازتاب خوب نور مرئی و در عین حال انتقال تابش مادون قرمز در محدوده میانی طیف مشخص می‌شوند. این امر ما را قادر می‌سازد تا دمای داخل ساختمان را در شرایطی مشابه دمای روز ۵ درجه سانتیگراد کاهش دهیم.

این ماده که “سیمان فوتوساختار” نامیده می‌شود، تحت نظارت پروفسور میائو چانگ‌ون از دانشگاه جنوب شرقی چین و با همکاری دانشمندان مواد از چین و ایالات متحده توسعه داده شده است. هدف این نوآوری، رفع یکی از معایب اصلی سیمان معمولی است که معمولاً تنها حدود ۳۰ درصد از نور خورشید و گرما را منعکس می‌کند و اثربخشی آن را در محیط‌های گرم و گرمسیری محدود می‌کند.

پروفسور چانگ‌ون و همکارانش توضیح دادند که راه‌حل در بازسازی ذرات سیمان نهفته است، به طوری که سطوح آنها به طور طبیعی نور را منعکس کرده و گرما را منتقل می‌کند. آزمایش‌ها ثابت کرده‌اند که مخلوطی از یک ژل آمورف ویژه با کریستال‌های اترینگایت طبیعی یا مصنوعی، این خواص منحصر‌به‌فرد را به دست می‌آورد.

بر اساس این ایده، محققان مخلوط سیمانی ویژه‌ای را توسعه دادند که واکنش آن با آب باعث تشکیل خود به خودی خوشه‌هایی از کریستال‌های اترینگایت روی سطح ماده می‌شود. برای اطمینان از توزیع یکنواخت این کریستال‌ها در کل سطح سیمان، دانشمندان یک قالب پلیمری سیلیکونی حاوی برآمدگی‌ها و فرورفتگی‌های ریز طراحی کردند که به ایجاد چیزی که به عنوان متا-سطح شناخته می‌شود، کمک می‌کند و به سیمان خواص منحصر به فردی می‌بخشد.

برای نشان دادن اثربخشی این فناوری، محققان مدل‌های مینیاتوری از خانه‌های ساخته شده از سیمان معمولی و خانه‌های ساخته شده از “سیمان فوتوساختار” را ساختند و سپس آنها را در معرض نور خورشید و گرما قرار دادند. نتایج نشان داد که این ماده جدید دمای دیوار‌های خانه را در گرم‌ترین ساعات روز از ۶۰-۷۰ درجه سانتیگراد به تقریباً ۳۰-۳۵ درجه سانتیگراد کاهش می‌دهد و در نتیجه دمای داخل ساختمان ۵ درجه کاهش می‌یابد.

دانشمندان تأکید می‌کنند که استفاده از این فناوری در آینده می‌تواند به کاهش وابستگی به دستگاه‌های خنک‌کننده کمک کند و هزینه‌های انرژی را به ویژه در آب و هوای گرم به طور قابل توجهی کاهش دهد.

نتایج این مطالعه در مجله Science Advances منتشر شد.

منبع: TASS