Ερευνητές από την Κίνα ανέπτυξαν έναν νέο τύπο τσιμέντου που δεν απορροφά το ηλιακό φως. Το υλικό που ανέπτυξαν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Νοτιοανατολικής Κίνας διασκορπίζει το ηλιακό φως αντί να το απορροφά. Η ομάδα τόνισε ότι το υπερψυγμένο τσιμέντο διαθέτει εγγενή υψηλή αντοχή, θωρακισμένη αντοχή στην τριβή και οπτική σταθερότητα, ακόμη και όταν εκτίθεται σε σκληρές συνθήκες, όπως διαβρωτικά υγρά, υπεριώδη ακτινοβολία και κύκλους ψύξης-απόψυξης.
Το τσιμέντο πέτυχε πτώση θερμοκρασίας
Μια αξιολόγηση κύκλου ζωής καθοδηγούμενη από μηχανική μάθηση έδειξε τη δυνατότητά του να επιτύχει ένα καθαρό αρνητικό προφίλ εκπομπών άνθρακα, σύμφωνα με την ερευνητική εργασία. Η ομάδα επεσήμανε επίσης ότι το τσιμέντο φωτονικής αρχιτεκτονικής πέτυχε πτώση θερμοκρασίας 5,4°C κατά τη διάρκεια των μεσημεριανών συνθηκών με ηλιακή ένταση 850 watt ανά τετραγωνικό μέτρο.
Η ομάδα αποκάλυψε επίσης ότι το υλικό είναι κατασκευασμένο με μεταεπιφάνειες. Το υπερψυγμένο τσιμέντο έχει σχεδιαστεί ως υλικό ψύξης ακτινοβολίας κατευθυνόμενο από μήτρα, κατάλληλο για χρήση τόσο ως ψύκτη ακτινοβολίας όσο και ως δομικό υλικό σε κτίρια για στέγες και τοίχους.
Αυτή η στρατηγική μετα-επιφανειακής μηχανικής προσφέρει μια καθολική λύση που εφαρμόζεται ακόμη και για το συμβατικό εμπορικό τσιμέντο Portland, το οποίο επίσης υιοθετεί έναν τρόπο εμπλουτισμού με ετρινγκίτη επιφάνειας προς υψηλότερα επίπεδα.
Χημική σύνθεση
Οι ερευνητές αρχικά ρύθμισαν τη χημική σύνθεση των μικρών σωματιδίων (κλίνκερ) που αποτελούν το βασικό υλικό του τσιμέντου για να δημιουργήσουν μια δομή που διασκορπίζει αποτελεσματικά το ηλιακό φως. Στη συνέχεια, παρήγαγαν τσιμέντο με λειτουργικότητα ψύξης ασκώντας πίεση.
Καθώς δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science Advances, η έρευνα αποκάλυψε ότι η αυτοσυναρμολόγηση πολλαπλών μεγεθών ανακλαστικών ετρινγκιτών ως κύρια προϊόντα ενυδάτωσης προς την μετα-επιφάνεια, σε συνδυασμό με ιεραρχικούς πόρους, εγγυήθηκε υψηλή ηλιακή ανακλαστικότητα (96,2%), ενώ οι πρώτες ύλες που περιέχουν λειτουργικές ομάδες πλούσιες σε αλουμίνα και θείο αξιοποίησαν την εγγενή εκπομπή στο μέσο υπέρυθρο (96%).
Οι δοκιμές απόδοσης επιβεβαίωσαν την ανθεκτικότητά του
Η ερευνητική ομάδα επεσήμανε ότι οι «εκτεταμένες δοκιμές απόδοσης επιβεβαίωσαν την υψηλή μηχανική ανθεκτικότητά του υπό θλιπτικές, καμπτικές, λειαντικές και συγκολλητικές δυνάμεις, καθώς και την αμφιφοβικότητα, την πλαστικότητα για σύνθετα σχήματα και τη συνολική ευελιξία σχεδιασμού».
Η οικονομική αποδοτικότητα και οι κλιμακούμενες διαδικασίες κατασκευής του υλικού του δίνουν απαράμιλλα πλεονεκτήματα έναντι άλλων υλικών, καθιστώντας το κατάλληλο για χρήση σε επιστρώσεις, δομικές στέγες και τοίχους, ακόμη και σε αντίξοα περιβάλλοντα, σύμφωνα με τη μελέτη.
«Σε αυτή τη μελέτη, σχεδιάσαμε έναν νέο τύπο ακατέργαστων σωματιδίων τσιμέντου και περαιτέρω κατασκευάσαμε ένα υπερψυγμένο τσιμέντο ενισχυμένο με μεταεπιφάνειες με αυτοσυναρμολογούμενους ανακλαστικούς κρυστάλλους σε επιφάνειες που αλληλεπιδρούν με το φως. Αυτό το τσιμέντο πέτυχε υψηλή ηλιακή ανακλαστικότητα (96,2%) και εκπομπική ικανότητα τύπου μέλανος σώματος (96%) στο φάσμα υπέρυθρης ακτινοβολίας μεγάλου μήκους κύματος», δήλωσαν οι ερευνητές στη μελέτη.
Ο Guo Lu, ερευνητής και πρώτος συγγραφέας της εργασίας, αποκάλυψε ότι η εφαρμογή αυτού του ψυκτικού τσιμέντου σε αστικά κτίρια θα μπορούσε να οδηγήσει σε σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας και να χρησιμεύσει ως ένα σημαντικό σημείο καμπής στην αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής. Τόνισε επίσης ότι η καινοτομία μετατρέπει το βαρύ, συμβατικό τσιμέντο που αποθηκεύει θερμότητα σε ένα οικολογικό υλικό με δυνατότητες ανάκλασης και εκπομπής ηλιακής θερμότητας.
Τα αποτελέσματα των μετρήσεων
Η ομάδα μέτρησε επίσης την απόδοση σε πραγματικό χρόνο του υπερψυγμένου τσιμέντου στις στέγες των πραγματικών κτιρίων.
Στη 1 μ.μ. έως τις 2 μ.μ., όταν η θερμοκρασία έφτασε τους 38,4 βαθμούς Κελσίου, το υπερψυγμένο τσιμέντο ήταν 5,4 βαθμούς Κελσίου χαμηλότερο από το περιβάλλον. Υπό τις ίδιες συνθήκες, το συμβατικό τσιμέντο θερμάνθηκε έως και 59 βαθμούς, παρουσιάζοντας μια έντονη αντίθεση, ανέφερε το Chosun Biz.
www.worldenergynews.gr
