В основе инновации — цемент с фотонной конструкцией и встроенными метаповерхностями, который вместо поглощения солнечного излучения эффективно его рассекает. Как показали испытания, при освещённости 850 Вт/м² поверхность такого «супер‑холодного» цемента на солнце между 13:00 и 14:00 оставалась на 5,4°C холоднее воздуха, в то время как обычный цемент нагревался значительно сильнее, аккумулируя полученное тепло.
Такая способность нового материала обусловлена сочетанием крайне высокой отражательной способности (96,2%) и высокой способности излучать тепло в среднеинфракрасном диапазоне (96%).Чтобы добиться этого, исследователи изменили химический состав клинкерных частиц, используемых в цементе, создав структуру, способную эффективно рассеивать свет. Затем методом прессования сформировали материал с охлаждающими функциями. В публикации в журнале Science Advances подчёркивается, что самоорганизация многоразмерных отражающих эттрингитовых кристаллов на метаповерхностях и иерархическая пористость обеспечивают высокую оптическую эффективность.
Механические испытания подтвердили, что цемент обладает высокой прочностью при сжатии, изгибе, устойчив к истиранию, хорошо сцепляется, а также проявляет амфифобность и достаточную пластичность для использования в сложных формах. Его производственный процесс отличается доступностью и масштабируемостью, что даёт ему серьёзное преимущество перед другими материалами охлаждающего действия.
Кроме того, с помощью жизненного цикла на основе машинного обучения было показано, что использование этого цемента может привести к отрицательному углеродному следу, что означает потенциальную климатическую выгоду при промышленном применении.
По словам одного из авторов, Го Лу, использование такого цемента в городском строительстве способно существенно снизить энергопотребление, а сам материал превращает тяжёлый теплоёмкий цемент в экологически дружественный, способный отражать и излучать солнечную энергию.
Свежие комментарии