Суперхолодный цемент может помочь зданиям охлаждаться

Фото из открытых источников

Цемент, способный охлаждаться за счет отражения света наружу и выделения тепла со своей поверхности, может помочь зданиям оставаться комфортными без необходимости использования кондиционеров.

Обычный цемент имеет тенденцию поглощать инфракрасное излучение солнца и сохранять его в виде тепла, что может повышать температуру внутри цементных зданий, а также температуру окружающего воздуха.

Поэтому Фэнъин Ду из Университета Пердью в Индиане и с коллегами решили решить эту проблему, создав цемент, на поверхности которого собираются крошечные отражающие кристаллы минерала под названием эттрингит.

Цемент, разработанный командой, излучает инфракрасное излучение с поверхности, а не накапливает его, поэтому быстро теряет тепло. «Он работает как зеркало и радиатор, отражая солнечный свет и направляя тепло в небо, благодаря чему в здании прохладнее без кондиционера или электричества», — говорит Ду.

Для его создания исследователи сначала изготавливают крошечные гранулы из распространённых минералов, таких как известняк и гипс. Их измельчают до состояния пыли и смешивают с водой, после чего заливают в силиконовую форму с небольшими отверстиями. Пузырьки воздуха, проходящие через отверстия, создают небольшие углубления на поверхности цемента, где затем могут расти отражающие кристаллы эттрингита, а богатый алюминием гель в затвердевшем цементе пропускает инфракрасное излучение.

По словам Ду, этот процесс легко масштабируется, а цемент обходится на 5 долларов за тонну дешевле обычного портландцемента, поскольку его можно производить при более низких температурах.

Ду с командой проверили, как их цемент сохраняет прохладу на горячей крыше в кампусе Университета Пердью, и обнаружили, что температура поверхности была на 5,4 °C ниже, чем температура воздуха и на 26 °C ниже, чем у портландцемента.

«Это полезный материал, — говорит Оскар Брусс из Университетского колледжа Лондона. — Вы увеличиваете отражательную способность, поскольку также увеличивают излучающую способность, поэтому любая энергия, которая улавливается или передается в материал, эффективно излучается обратно».

Однако, по словам Брусса, измерение только температуры поверхности материала не даёт нам представления о том, как он будет вести себя в реальных условиях, поэтому необходимо провести дополнительные испытания. «Это не означает, что если поверхность на 5°C ниже, то и температура воздуха вокруг неё будет на 5°C ниже. Локальный эффект может быть значительно ограничен».