Инновационное изобретение ученых имитирует механизм охлаждения кожи слонов. Его планируют применять при строительстве городов будущего.

Юлия УгловаАвтор Hi-Tech Mail

Ученые из Университета Пенсильвании и Сиракузского университета разработали цементную плитку, вдохновленную кожей африканского слона. Этот материал способен охлаждать здания естественным путем, улавливая воду в своих искусственных трещинах и медленно испаряя ее для отвода тепла. Разработка призвана снизить затраты на кондиционирование без использования электричества, пишет Tech Xplore.

Вдохновением для исследователей послужила биология гигантов саванны. В отличие от людей, слоны не могут потеть через железы по всему телу. Вместо этого их морщинистая кожа удерживает воду, которая затем постепенно испаряется, обеспечивая длительное охлаждение. Перенеся этот принцип в архитектуру, команда создала цементный композит, который намеренно трескается при высыхании, образуя предсказуемую сеть каналов.

«В традиционном строительстве трещины сигнализируют о слабости материала. Но благодаря инженерным решениям мы создали сети крошечных каналов, которые действуют как капилляры, притягивая воду к поверхности», — говорит Шу Ян, специалист по материаловедению из Пенсильванского университета.

Процесс производства начинается со смешивания обычного портландцемента и диатомовой земли, изготовленной из окаменелых водорослей. По мере высыхания смесь сжимается вдоль заданных линий, формируя решетку трещин. Микроскопические поры внутри материала работают как резервуары, а трещины перераспределяют влагу. При попадании воды она впитывается за миллисекунды и распределяется по сотообразной структуре даже против силы тяжести.

Эффективность технологии была подтверждена экспериментально. Под воздействием инфракрасного нагрева и периодического полива температура под новыми плитками оставалась стабильной на уровне 32 °C. Для сравнения: обычная штукатурка нагрелась до 52 °C, а потрескавшаяся коммерческая штукатурка — до 42 °C.

По словам профессора Дорит Авив из Института Вейцмана, такой пассивный фасад может снизить температуру поверхности здания на 6-11 °C. Это особенно важно, учитывая, что здания потребляют около 40% первичной энергии, большая часть которой уходит на системы отопления и охлаждения.

В настоящее время исследователи планируют автоматизировать циклы полива плитки на основе прогнозов погоды, чтобы подавать ровно столько воды, сколько необходимо для максимального охлаждения при минимальном расходе ресурсов.

Ранее в России появилась технология строительства подводных домов. Подробности — в другом материале Hi-Tech Mail.

ТехнологииКлиматПоделиться