RAČUNI ZA GREJANJE USKORO BI MOGLI BITI PREPOPLOVLJENI? Novo naučno otkriće čuva toplotu u vašem domu
Premaz za stakla koji su razvili istraživači sa Univerziteta Rajs reflektuje toplotu, odbija UV zračenje i temperaturne promene
Novi premaz za stakla koji su razvili istraživači sa Univerziteta Rajs i njihovi saradnici mogao bi pomoći u smanjenju računa za potrošnju energije, posebno tokom zimskih meseci, sprečavanjem gubitka toplote kroz neizolovane prozore.
Materijal, providni film dobijen umrežavanjem ugljenika u atomsku rešetku bor-nitrida, formira tanki, čvrsti sloj koji reflektuje toplotu, otporan je na ogrebotine, odbija vlagu, UV zračenje i temperaturne promene.
Istraživači su simulirali ponašanje tog materijala u zgradama realne veličine u gradovima sa hladnim zimama, poput Njujorka, Pekinga i Kalgaryja. Rezultati su pokazali da ovaj premaz omogućava uštedu energije u poređenju sa postojećim alternativama. Budući da se u SAD-u svake godine ugradi više od 370 miliona kvadratnih metara novih prozora, ukupne uštede mogle bi biti značajne.
Prema studiji objavljenoj u časopisu Advanced Materials, izdržljivost ovog premaza omogućava njegovo postavljanje sa spoljne strane stakla, što je velika prednost u odnosu na klasične niskoemisione (low-E) premaze. Emisivnost opisuje sposobnost materijala da zrači toplotu kao toplotnu energiju; niže vrednosti znače manji gubitak toplote kroz staklo. Tradicionalni low-E premazi skloni su propadanju pod uticajem vlage i temperaturnih oscilacija, zbog čega se obično postavljaju sa unutrašnje strane prozora.
Uzbudljivo otkriće
"Iako čisti bor-nitrid pokazuje gotovo istu emisivnost kao i staklo, kad mu dodate malu količinu ugljenika, emisivnost se značajno smanjuje i to u potpunosti menja igru“, rekao je Pulikel Ajan, profesor inženjerstva i nauke o materijalima sa Univerziteta Rajs.
Za izradu premaza, tim je koristio metodu impulsnog laserskog taloženja, pri kojoj kratki, visokoenergetski laserski impulsi pogađaju čvrstu metu od bor-nitrida, stvarajući plazmene oblake koji se pretvaraju u paru i talože na podlogu – u ovom slučaju, staklo. Budući da se proces odvija na sobnoj temperaturi, izbegava se potreba za visokim temperaturama koje su inače neophodne za stvaranje lepljivih premaza.
"Sa aspekta sinteze, taloženje bor-nitrida na staklo zaista je izvanredno i uzbudljivo“, rekao je Abidžit Bisvas, glavni autor studije i stručnjak za sintezu tankih filmova.
Ajan je istakao da bi se ista tehnika taloženja bor-nitrida na niskim temperaturama mogla primeniti i na druge materijale osim stakla, uključujući polimere, tekstil, pa čak i biološke površine. Osim toga, druge skalabilne tehnike, poput hemijskog taloženja iz pare (CVD) ili raspršivanja, mogle bi u budućnosti omogućiti komercijalnu proizvodnju uz odgovarajuću optimizaciju procesa.
Šira primena
"To značajno širi oblast primene bor-nitridnih premaza“, rekao je Ajan, koji je i glavni autor studije. Njegova istraživačka grupa na Rajsu već godinama proučava rast tankih filmova bor-nitrida zbog njegovih izuzetnih mehaničkih, termalnih i optičkih svojstava.
Sa aspekta sirovina, bor-nitrid je jeftiniji od srebra ili indij-kositrovog oksida koji se koristi u većini komercijalnih low-E stakala. Ipak, istraživači upozoravaju da se troškovi ne mogu direktno upoređivati, budući da se materijali razlikuju po izdržljivosti, načinu obrade i stepenu tehnološke razvijenosti. Uprkos tome, tim vidi veliki potencijal u dugoročnoj efikasnosti novog premaza, posebno u zahtevnim okruženjima u kojima postojeći materijali podbacuju.
Kako bi procenili optičku providnost i energetski potencijal premaza u zgradama, tim sa Univerziteta Rajs sarađivao je s Ji Longom, saučesnikom studije sa Kineskog univerziteta u Hong Kongu, čija grupa proučava funkcionalne materijale za pametne prozore. Long je istakao da je trajnost premaza u spoljnim uslovima njegova ključna prednost u odnosu na postojeće tehnologije.
Odlično rešenje
"Zahvaljujući visokoj otpornosti na vremenske uslove, ovo je prvi low-E premaz za spoljnu stranu prozora, sa energetskom efikasnošću koja jasno nadmašuje unutrašnje premaze“, rekao je Long. „Mogao bi biti odlično rešenje u gusto izgrađenim urbanim sredinama.“
Šančeng Vang takođe je dao značajan doprinos istraživanju, posebno u vezi sa analizom uštede energije. „Nivo providnosti i niska emisivnost čine staklo s ugljenikom obogaćenim premazom konkurentnom opcijom za uštedu energije u gradovima poput Pekinga i Njujorka“, rekao je Vang.
Pored istraživača sa Univerziteta Rajs i Kineskog univerziteta u Hong Kongu, u timu su učestvovali i saradnici sa Državnog univerziteta Arizona, Univerziteta Kornel i Univerziteta u Torontu.
Kurir Biznis/Dnevno.hr