Прозрачный метаматериал для энергоэффективного регулирования в строительстве может очищаться, как лист лотоса.

Важные новости

Прозрачный метаматериал для энергоэффективное регулирование в строительстве может очищаться, как лист лотоса» /></p>
<p> Охлаждение, светопроницаемость и отсутствие бликов: новый материал сочетает в себе несколько уникальных свойств. Фото: Ган Хуанг, KIT </p>
<p>Исследователи Технологического института Карлсруэ (KIT) представляют материал на основе полимера с уникальными свойствами в журнале <i>Nature Communications</i>. Этот материал пропускает солнечный свет, поддерживает более комфортный климат в помещении без дополнительной энергии и очищается, как лист лотоса. В будущем новая разработка может заменить стеклянные компоненты стен и крыш. Исследовательская группа успешно протестировала материал на открытом воздухе в кампусе KIT.</p>
<p>Максимизация естественного освещения в зданиях популярна и может сэкономить затраты на электроэнергию. Однако традиционные стеклянные крыши и стены также создают такие проблемы, как блики, отсутствие конфиденциальности и перегрев. Альтернативные решения, такие как покрытия и светорассеивающие материалы, еще не обеспечили комплексного решения проблемы.</p>
<h2>Новый материал сочетает в себе множество функций</h2>
<p>Исследователи из Института технологии микроструктур (IMT) и Института световых технологий (LTI) при KIT разработали новый метаматериал на основе полимера, который сочетает в себе различные свойства и может заменить стеклянные компоненты в строительстве в будущем.</p>
<p >Этот микрофотонный многофункциональный метаматериал (ПМММ) на основе полимеров состоит из микроскопических пирамид из силикона. Эти микропирамиды имеют размер около 10 микрометров, что составляет примерно одну десятую диаметра волоса. Такая конструкция придает пленке ПМММ несколько функций: рассеивание света, самоочищение и радиационное охлаждение при сохранении высокого уровня прозрачности.</p>
<p>«Ключевой особенностью является способность эффективно излучать тепло через длинноволновое инфракрасное окно передачи атмосферы Земли, выпуская тепло в холодные просторы Вселенной. Это позволяет осуществлять пассивное радиационное охлаждение без потребления электроэнергии», — объясняет Брайс С. Ричардс, профессор. при IMT и LTI.</p>
<h2>Охлаждение, светопроницаемость и отсутствие бликов</h2>
<p>В лаборатории и в экспериментах под открытым небом в реальных условиях исследователи проверили свойства материала и измерили его светопропускание, светорассеяние, отражательные свойства, способность к самоочистке и эффективность охлаждения с помощью современной спектрофотометрии.</p>
<p >В ходе испытаний было достигнуто охлаждение на 6°C по сравнению с температурой окружающей среды. Кроме того, материал показал высокий спектральный коэффициент пропускания или прозрачность — 95%. Для сравнения, стекло обычно имеет прозрачность 91%. В то же время микропирамидальная структура рассеивает 73% падающего солнечного света, в результате чего внешний вид становится размытым.</p>
<p>«Когда этот материал используется для крыш и стен, он позволяет создавать яркие, но без бликов и защищенные конфиденциальность внутренние помещения для работы и проживания. В теплицах высокий коэффициент пропускания света может повысить урожайность, поскольку эффективность фотосинтеза оценивается в девять процентов. выше, чем в теплицах со стеклянной крышей», — говорит Ган Хуанг, руководитель группы IMT.</p>
<p>Микропирамиды также придают пленке ПМММ супергидрофобные свойства, подобные листу лотоса: вода скапливается в капли и удаляет грязь и пыль с поверхности. Функция самоочистки делает материал простым в уходе и долговечным.</p>
<h2>Потенциал для строительства и городского развития</h2>
<p>«Наш недавно разработанный материал имеет потенциал для использования в различных областях и делает это значительный вклад в устойчивую и энергоэффективную архитектуру», — объясняет Ричардс.</p>
<p>«Материал может одновременно оптимизировать использование солнечного света в помещении, обеспечить пассивное охлаждение и снизить зависимость от кондиционирования воздуха. Решение является масштабируемым и масштабируемым. могут быть легко интегрированы в планы экологически безопасного строительства зданий и городского развития», — говорит Хуанг.</p>
<p><strong>Дополнительная информация:</strong> Ган Хуанг и др., Радиационное охлаждение и управление освещением в помещении благодаря прозрачному и самоочищающемуся метаматериалу на основе полимера, <i>Nature Communications</i> (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48150-2 </p>
<p><strong>Информация журнала:</strong> Nature Communications Предоставлено Технологическим институтом Карлсруэ.</p>
</div></div><div class=

Новости сегодня

Последние новости