Daniel Strain, Boulderdəki Kolorado Universiteti tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləriAbram Fluckiger, CU Boulder tədqiqatçıları tərəfindən fizika professoru İvan Smalyuxun laboratoriyasında hazırlanmış, demək olar ki, şəffaf olan yeni bir materialdan hazırlanmış beş qatlı, sandviç panel kvadratını tutur. Müəllif: Glenn J. Asakawa / CU Boulder

Kolorado Boulder Universitetinin fizikləri, dünya miqyasında binaların enerji səmərəliliyini artıra biləcək pəncərə izolyasiyası üçün yeni bir material hazırlayıblar və bu, Bubble Wrap-ın yüksək texnologiyalı versiyası kimi işləyir.

Komandanın Mezoporous Optically Clear Heat Insulator (MOCHI) adlı materialı istənilən pəncərənin içinə tətbiq oluna bilən böyük lövhələr və ya nazik təbəqələr şəklində təqdim olunur. İndiyə qədər komanda materialı yalnız laboratoriyada istehsal edir və istehlakçılar üçün mövcud deyil. Lakin tədqiqatçılar MOCHI-nin uzunömürlü və demək olar ki, tamamilə şəffaf olduğunu deyirlər.

Bu o deməkdir ki, bu gün bazarda olan bir çox izolyasiya materiallarından fərqli olaraq, görünüşünüzü pozmayacaq.

Tədqiqatın baş müəllifi və CU Boulder-də fizika professoru İvan Smalyux bildirib ki, “İstilik mübadiləsinin qarşısını almaq üçün divarlarınıza çoxlu izolyasiya qoya bilərsiniz, lakin pəncərələr şəffaf olmalıdır.” “Şəffaf izolyatorlar tapmaq həqiqətən çətindir.”

Tədqiqat Science jurnalında dərc olunub .Şakşi Bhardvaj, CU Boulder tədqiqatçıları tərəfindən fizika professoru İvan Smalyuxun laboratoriyasında hazırlanmış, demək olar ki, şəffaf olan yeni bir material olan MOCHI izolyasiya materialının müxtəlif ölçülü bloklarını saxlayır. Müəllif: Glenn J. Asakawa / CU Boulder

Tək ailəlik evlərdən tutmuş ofis göydələnlərinə qədər binalar dünyada istehsal olunan bütün enerjinin təxminən 40%-ni istehlak edir. Həmçinin, soyuq günlərdə istiliyi çölə buraxaraq və temperatur yüksəldikdə istiliyi udarraq sızma baş verir.

Smalyux və həmkarları bu mübadiləni yavaşlatmağı hədəfləyirlər.

Qrupun MOCHI materialı özünəməxsus xüsusiyyətə malik silikon geldir: Gel havanı insan saçının enindən dəfələrlə nazik olan kiçik məsamələr şəbəkəsi vasitəsilə tutur. Bu kiçik hava qabarcıqları istiliyi o qədər yaxşı bloklayır ki, ovucunuzda alov saxlamaq üçün cəmi 5 millimetr qalınlığında MOCHI təbəqəsindən istifadə edə bilərsiniz.

CU Boulderdəki Bərpa Olunan və Davamlı Enerji İnstitutunun (RASEI) əməkdaşı Smalyux bildirib ki, “Çöldə temperatur nə olursa olsun, insanların enerji sərf etmədən içəridə rahat temperatura sahib olmalarını istəyirik”.Eldho Abraham (solda) və Taewoo Lee (sağda), CU Boulder tədqiqatçıları tərəfindən fizika professoru İvan Smalyuxun laboratoriyasında hazırlanmış nazik plastik təbəqəyə bərkidilmiş MOCHI adlı yeni pəncərə izolyasiya materialını əllərində tuturlar. Müəllif: Glenn J. Asakawa / CU Boulder

Köpük sehri

Smalyux bildirib ki, MOCHI-nin sirri hava ciblərini dəqiq idarə etməkdədir.

Komandanın yeni ixtirası , bu gün geniş istifadə olunan izolyasiya materialı sinfi olan aerogellərə bənzəyir. (NASA elektron cihazlarını isti saxlamaq üçün Mars roverlərinin içərisində aerogellərdən istifadə edir).

MOCHI kimi, aerogellər də saysız-hesabsız hava ciblərini tutur. Lakin bu qabarcıqlar aerogellər boyunca təsadüfi şəkildə paylanmağa meyllidir və tez-tez işığın keçməsinə imkan vermək əvəzinə onu əks etdirir. Nəticədə, bu materiallar tez-tez buludlu görünür, buna görə də bəzən onlara “donmuş tüstü” deyilir.

Yeni tədqiqatda Smalyux və həmkarları izolyasiyaya fərqli bir yanaşma tətbiq etmək istədilər.

MOCHI hazırlamaq üçün qrup səthi aktiv maddələr kimi tanınan xüsusi bir molekul növünü maye məhlula qarışdırır. Bu molekullar təbii olaraq bir-birinə yapışaraq nazik saplar əmələ gətirirlər. Bu proses yağ və sirkənin salat sousunda necə ayrıldığına bənzəmir. Daha sonra eyni məhluldakı silikon molekulları həmin sapların xaricinə yapışmağa başlayır.

Tədqiqatçılar bir sıra addımlar ataraq yuyucu toz molekullarının yığınlarını hava ilə əvəz edirlər. Bu, silikonun ətrafını hava ilə dolu inanılmaz dərəcədə kiçik borular şəbəkəsi ilə əhatə edir və Smalyux bunu “santexnikin kabusu” ilə müqayisə edir.

Ümumilikdə, hava MOCHI materialının həcminin 90%-dən çoxunu təşkil edir.

İstiliyi tutmaq

Smalyux istiliyin qazdan bilyard oyununa bənzər bir prosesdə keçdiyini söylədi: İstilik qazdakı molekulları və atomları enerjiləndirir, sonra isə digər molekullara və atomlara çırpılaraq enerjini ötürür.

Lakin MOCHI materialındakı qabarcıqlar o qədər kiçikdir ki, içindəki qazlar bir-birinə dəyə bilmir və istiliyin axmasının qarşısını alır.

Smalyux dedi: “Molekulların bir-biri ilə sərbəst toqquşmaq və enerji mübadiləsi aparmaq şansı yoxdur. Bunun əvəzinə, onlar məsamələrin divarlarına dəyir.”

Eyni zamanda, MOCHI materialı daxil olan işığın yalnız 0,2%-ni əks etdirir.

Tədqiqatçılar bu şəffaf, lakin izolyasiyaedici materialın bir çox istifadə sahəsini görürlər. Mühəndislər günəş işığından gələn istiliyi tutaraq ucuz və davamlı enerjiyə çevirmək üçün MOCHI-dən istifadə edən bir cihaz hazırlaya bilərlər.

“Hətta bir qədər buludlu gün olsa belə, yenə də çoxlu enerji sərf edib suyunuzu və binanızın daxili hissəsini qızdırmaq üçün istifadə edə bilərsiniz”, – Smalyux dedi.

Yəqin ki, bu məhsulları tezliklə bazarda görməyəcəksiniz. Hazırda komanda laboratoriyada MOCHI istehsal etmək üçün vaxt aparan bir prosesə güvənir. Lakin Smalyux istehsal prosesinin sadələşdirilə biləcəyinə inanır. Komandasının MOCHI hazırlamaq üçün istifadə etdiyi inqrediyentlər də nisbətən ucuzdur və fizik bunun bu materialı kommersiya məhsuluna çevirmək üçün yaxşı bir əlamət olduğunu söylədi.

İndilik, MOCHI-nin gələcəyi, bu izolyasiya materialı ilə örtülmüş pəncərədən görünən mənzərə kimi, parlaq görünür.

Daha çox məlumat: Amit Bhardwaj və digərləri, Davamlı bina örtükləri üçün mezoporlu optik şəffaf istilik izolyatorları, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adx5568

Jurnal məlumatları: Elm Boulderdəki Kolorado Universiteti tərəfindən təmin edilir