Мировые Новости
Ученые создали охлаждающую плитку по образцу кожи слона
Исследователи из Пенсильванского университета разработали недорогую цементную плитку, которая удерживает воду в сети микротрещин и постепенно испаряет ее. Такая система может охлаждать фасады зданий без использования электроэнергии.
Ученые из Пенсильванского университета разработали новый вид цементной плитки, способной пассивно охлаждать здания. Источником вдохновения стала кожа африканского слона, которая удерживает воду в многочисленных трещинах и помогает животному переносить сильную жару.
Как пишет Tech Xplore, слоны не умеют потеть. Вместо этого вода после купания или обливания задерживается в неровностях их кожи и медленно испаряется, снижая температуру тела.
Исследователи попытались воспроизвести этот природный механизм в строительном материале. Разработанная ими плитка впитывает воду, распределяет ее по поверхности и постепенно испаряет, охлаждая внешнюю оболочку здания.
Во время испытаний плитки подвергали инфракрасному нагреву и периодически поливали водой. Температура под новым материалом оставалась на уровне около 32 градусов. Для сравнения, под коммерческой штукатуркой с трещинами она достигала 42 градусов, а под гладкой штукатуркой — 52 градусов.
По словам ученых, такой фасад способен снижать температуру поверхности на 6–11 градусов по сравнению с традиционными покрытиями. При этом система не требует электричества и работает полностью пассивно.
Ключевым элементом разработки стала управляемая сеть трещин. Обычно в строительных материалах они считаются признаком повреждения, однако исследователи превратили их в микроскопические каналы для переноса воды.
Для изготовления плитки использовали обычный портландцемент и диатомовую землю — пористый материал, получаемый из окаменевших водорослей. После формования и частичного увлажнения плитки сушили в контролируемых условиях.
Во время усадки в материале возникало напряжение, которое высвобождалось по заранее заданной схеме. Благодаря этому вместо случайных повреждений формировалась предсказуемая решетка трещин.
Микроскопические поры внутри плитки действуют как небольшие резервуары, а трещины перераспределяют влагу по всей поверхности. Вода впитывается за миллисекунды и не стекает сразу вниз.
Дополнительную эффективность обеспечивает сотовая структура материала. Шестиугольная геометрия направляет воду зигзагообразно, увеличивая продолжительность контакта с поверхностью.
По данным исследователей, плитка может оставаться влажной и обеспечивать охлаждение примерно до 20 часов. В перспективе разработка может помочь снизить нагрузку на системы кондиционирования и сократить энергопотребление зданий.
Источник: Tech Xplore