Νέα μπογιά μειώνει τη θερμοκρασία των τοίχων κατά 25 βαθμούς Κελσίου

Σύνταξη – επιμέλεια: Στέλιος Βασιλούδης

Η Κίνα ξεκίνησε τη μαζική παραγωγή μιας υπερ-επίστρωσης που μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία των τοίχων κατά 25 βαθμούς Κελσίου το καλοκαίρι, σύμφωνα με την κρατική εφημερίδα Science and Technology Daily.

Το υλικό, το οποίο έχει υποβληθεί σε έξι μήνες δοκιμών, σε πραγματικές συνθήκες, σε ένα πετροχημικό εργοστάσιο στην επαρχία Χαϊνάν του νότιου νησιού, χρησιμοποιεί τις αρχές της ψύξης με βάση την ακτινοβολία. Δεν απαιτεί ούτε ηλεκτρική ενέργεια ούτε ψυκτικά μέσα και η συνολική του απόδοση φέρεται να είναι η υψηλότερη μεταξύ των γνωστών παγκόσμιων ανταγωνιστών, σύμφωνα με την έκθεση που δημοσιεύθηκε πρόσφατα. Η επίστρωση μπορεί επίσης να έχει δυνατότητες για ευρύτερη χρήση σε δημόσιες υποδομές και κατοικίες.

Η ανάγκη μείωσης των επιπτώσεων της θερμότητας στα κτήρια ήταν εμφανής στην Ευρώπη αυτό το καλοκαίρι, όταν ρεκόρ καυσώνων άφησαν πολλούς κατοίκους σε απόγνωση σε σπίτια χωρίς κλιματισμό.

Η επίστρωση έχει ήδη μεταβεί από μια εργαστηριακή καινοτομία σε μαζική παραγωγή. Μετά από δεκάδες δοκιμαστικές παρτίδες, η ερευνητική ομάδα καθιέρωσε πρότυπα κατασκευής – που εκτείνονται από την άλεση και τη σύνθεση των πρώτων υλών έως και τη δοκιμή του τελικού προϊόντος. Η ετήσια παραγωγική δυναμικότητα θα ειναι 600.000 τόνοι, σύμφωνα με την έκθεση.

Σε ένα πετροχημικό διυλιστήριο στη Χαϊνάν, ο καυτός ήλιος κατακαίει τακτικά μια σειρά από σφαιρικές δεξαμενές υγροποιημένου αερίου χωρητικότητας 3.000 κυβικών μέτρων. Χωρίς άμεση ψύξη, οι εσωτερικές πιέσεις θα εκτοξεύονταν, θέτοντας σοβαρούς κινδύνους για την ασφάλεια.

Προηγουμένως, η εγκατάσταση βασιζόταν σε συστήματα ψεκασμού νερού υψηλής έντασης για την ψύξη των δεξαμενών. Τώρα, επενδυμένες με αυτήν την υπερ-επίστρωση, οι δεξαμενές επιτυγχάνουν ένα αξιοσημείωτο φαινόμενο αυτοψύξης με μηδενική κατανάλωση ενέργειας.

Αποτελούμενη από ειδικά προσαρμοσμένα ανόργανα πληρωτικά υλικά και πολυμερείς ρητίνες, η επίστρωση διαθέτει τις διπλές ιδιότητες της υψηλής ηλιακής ανακλαστικότητας και της ισχυρής θερμικής εκπομπής. Αντανακλά το μεγαλύτερο μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας, ενώ εκπέμπει προς τα έξω τη συσσωρευμένη θερμότητα της δεξαμενής ως υπέρυθρη ενέργεια – χωρίς την ανάγκη για ρεύμα ή ψυκτικά μέσα.

Το πρωτοποριακό υλικό αναπτύχθηκε από κοινού από την κρατική εταιρεία China Construction Eco-Development Company, με έδρα το Suzhou, και το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Harbin (HIT) στην επαρχία Heilongjiang.

Σύμφωνα με έναν διευθυντή Έρευνας και Ανάπτυξης της επιχείρησης με έδρα το Suzhou, σε μια καθαρή μέρα με 30 βαθμούς, η θερμοκρασία της επιφάνειας μιας επεξεργασμένης δεξαμενής μπορεί να μειωθεί κατά περίπου 25 βαθμούς, μειώνοντας τις εσωτερικές θερμοκρασίες κατά περίπου 7 βαθμούς. Oρισμένες εκτιμήσεις δείχνουν οτι η επίτευξη ισοδύναμου ψυκτικού αποτελέσματος μέσω παραδοσιακών ψεκαστήρων θα απαιτούσε κατανάλωση περίπου 35 τόνων νερού ημερησίως ανά δεξαμενή. «Ακόμα και κατά τη διάρκεια ακραίων καυσώνων, η ψυκτική επίστρωση μπορεί να διατηρήσει το εσωτερικό της δεξαμενής σε ασφαλή θερμοκρασία», ανέφερε το δημοσίευμα, επικαλούμενο τον Li Xiang, επικεφαλής του κέντρου Έρευνας και Ανάπτυξης στην China Construction Eco-Development.

Αυτό καθίσταται δυνατό χάρη σε ένα συγκεκριμένο παράθυρο εκπομπής υπέρυθρης ακτινοβολίας. Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και καιρό ότι εντός της ατμοσφαιρικής υπέρυθρης ζώνης των 8 έως 13 μικρομέτρων, η θερμότητα μπορεί να διαπεράσει την ατμόσφαιρα της Γης και να διαλυθεί απευθείας στο παγωμένο κενό του διαστήματος.

Ωστόσο, απαιτούνται εφαρμογές με μεγάλο πάχος για να είναι τα παραδοσιακά υλικά ψύξης με ακτινοβολία τόσο ανακλαστικά όσο και εκπέμποντα. Αυτός ο όγκος οδηγεί σε μια σειρά από μειονεκτήματα, όπως το υψηλότερο κόστος και η μειωμένη απόδοση απαγωγής θερμότητας.

Η ερευνητική ομάδα ξεπέρασε αυτό το εμπόδιο αντλώντας βιομιμητική έμπνευση από τη μικροσκοπική δομή των ρυτίδων του ανθρώπινου δέρματος. Αναθέτοντας σε διάφορα λειτουργικά υλικά πληρώσεως να συνεργαστούν, πέτυχαν υψηλή ανάκλαση και εκπομπή μέσα σε ένα πολύ λεπτότερο στρώμα.

Σύμφωνα με πληροφορίες, αυτός ο σχεδιασμός μειώνει το πάχος της επίστρωσης από 500 μικρόμετρα σε 100 μικρόμετρα – λεπτότερο από ένα τυπικό φύλλο χαρτιού A4 – ενώ παράλληλα αυξάνει τόσο την ηλιακή ανακλαστικότητα όσο και την υπέρυθρη εκπομπή έως και 97%.

Η επίστρωση είναι επίσης εξαιρετικά ανθεκτική. Κατά τη διάρκεια των 180 ημερών επιτόπιας δοκιμής της στο Χαϊνάν, υποβλήθηκε σε 40.000 δοκιμές τριψίματος χωρίς να δημιουργηθούν φουσκάλες ή ξεφλούδισμα στην μεμβράνη βαφής. Με βάση αυτόν τον ρυθμό γήρανσης, οι κατασκευαστές εκτιμούν την αποτελεσματική διάρκεια ζωής της σε έως και 15 χρόνια. Το έργο αποτελεί παράδειγμα επιστημονικής έρευνας που γεφυρώνει το χάσμα με τη βιομηχανική εφαρμογή.

Ο Wang Fuqiang του HIT ανέπτυξε την βασική επίστρωση κατά τη διάρκεια της ακαδημαϊκής του έρευνας. Ωστόσο, μετά τη δημοσίευση των ευρημάτων του, το έργο αναβλήθηκε σε μεγάλο βαθμό – μέχρι που ο Wang συνάντησε την κρατική κατασκευαστική εταιρεία, η οποία αναζητούσε ακριβώς αυτό το είδος προηγμένης λύσης ψύξης. Στη συνέχεια, τα δύο μέρη ένωσαν τις δυνάμεις τους για να οδηγήσουν την τεχνολογία προς την εμπορευματοποίηση.

Ξεκινώντας με εργαστηριακά δείγματα, αφιέρωσαν αρκετά χρόνια σε δοκιμές, βελτιστοποίηση και επικύρωση. Τελικά, δημιούργησαν μια διαδικασία κατασκευής ικανή για σταθερή, μεγάλης κλίμακας παραγωγή χωρίς να διακυβεύεται η οπτική απόδοση του υλικού.

Πηγή: South China Morning Post