Изследователи от Китай са разработили нов вид цимент, който не абсорбира слънчевата светлина. Материалът, разработен от изследователи от Югоизточния университет в Китай, разсейва слънчевата светлина, вместо да я поглъща.
Екипът подчертава, че суперстуденият цимент се отличава с висока якост, устойчивост на абразивно износване и оптична стабилност, дори когато е изложен на сурови условия, като корозивни течности, ултравиолетова радиация и цикли на замръзване и размразяване.
Циментът постига понижение на температурата
Според изследването, оценка на жизнения цикъл, основана на машинно обучение, показва потенциала му да постигне отрицателен нетен профил на въглеродните емисии.
Екипът също така посочва, че циментът с фотонна архитектура постигна понижение на температурата с 5,4 °C в обедните часове при слънчева интензивност от 850 вата на квадратен метър.
Екипът също така разкрива, че материалът е проектиран с метаповърхности. Суперохлаждащият цимент е проектиран като матрично насочен радиационен охлаждащ материал, подходящ за използване както като радиационен охладител, така и като конструктивен материал в сгради за покриви и стени.
Тази стратегия за инженеринг на метаповърхности предлага универсално решение, което е приложимо дори за конвенционалния търговски портланд цимент, който също преминава повърхностно обогатяване с етрингит за по-висока ефективност.
Химичен състав
Изследователите първо коригират химичния състав на малките частици (клинкер), които образуват основния материал на цимента, за да създадат структура, която ефективно разсейва слънчевата светлина. След това произвеждат цимент с охлаждаща функция чрез прилагане на налягане.
Публикувано в списание Science Advances, изследването показва, че в цимента се образуват специални кристали (еттрингити) с различни размери, които се подреждат сами и действат като огледалца. Заедно с малките пори в структурата, това осигурява много висока способност да се отразява слънчевата светлина – 96,2%. В същото време суровините, богати на алуминий и сяра, допринасят материалът естествено да излъчва топлината в инфрачервения спектър обратно в атмосферата – 96%.
Тестовете за производителност потвърждават неговата здравина
Изследователският екип посочва, че „обширните тестове за производителност потвърждават неговата висока механична здравина при натиск, огъване, абразивно и адхезивно въздействие, както и неговата амфифобност, пластичност за сложни форми и цялостна гъвкавост на дизайна“.
Икономическата ефективност на материала и мащабируемите процеси на производство му дават несравними предимства пред други материали, което го прави подходящ за използване в покрития, структурни покриви и стени, дори в тежки условия, според проучването.
Гуо Лу, изследовател и първи автор на статията, разкрива, че прилагането на този охлаждащ цимент в градските сгради може да доведе до значителни икономии на енергия и да послужи като ключов помощник в борбата с климатичните промени.
Гуо също така подчертава, че иновацията превръща тежкия, съхраняващ топлина конвенционален цимент в екологичен материал със способност да отразява и излъчва слънчева топлина.
Екипът също така измерва в реално време ефективността на суперохлаждащия цимент на покривите на реални сгради.
В периода от 13:00 до 14:00 ч., когато температурата достига 38,4°С, суперохлаждащият цимент е с 5,4°С по-ниска от околната температура. При същите условия конвенционалният цимент се нагрява до 59 градуса, което показва ярък контраст, съобщава Chosun Biz.
Източник: InterestingEngineering
