В последние годы климат сильно изменился, теперь во многих странах лето стало невыносимо жарким. Даже в северных регионах России люди столкнулись аномальной жарой. Недавно ученые сообщили, что 2023 год с большой вероятностью станет самым жарким за все время метеорологических наблюдений и ситуация будет становиться только хуже. Даже осень во многих регионах была удивительно теплая и только в ноябре люди почувствовали приближение холодов. Но этот холод в воздухе не будет длиться вечно, а использование кондиционеров летом обходится домовладельцам в тысячи рублей по счетам за электроэнергию и в результате в атмосферу ежегодно выбрасывается 117 миллионов тонн выбросов углекислого газа. В связи с этим ученые из Гонконга разработали сверхбелый керамический материал, который отражает почти весь свет, не позволяя пространству под ним нагреваться. Исследователи полагают, что благодаря низкой скорости поглощения ультрафиолета, долговечности и относительной доступности материала он однажды сможет снизить зависимость людей от кондиционирования воздуха.
Сверхбелая керамическая плитка на черной поверхности. Фото: Городской университет Гонконга.
Большинство из нас знает, что светлые цвета поглощают меньше света, чем темные. Именно на этом принципе основано "холодное" дорожное покрытие, которое отражает больше света, чем обычное, что позволяет снизить температуру поверхности и окружающей среды. Ячеистая керамика, разработанная в Городском университете Гонконга, позволяет значительно улучшить эту концепцию, смоделировав ярко-белую чешую жука Cyphochilus. Это насекомое из Юго-Восточной Азии давно привлекло внимание ученых-материаловедов своей отражательной способностью. В результате, как сообщается в статье, опубликованной в журнале Science, была создана наноструктура, рассеивающая свет практически во всем ультрафиолетовом спектре и обеспечивающая "практически идеальную отражательную способность 99,6%".
Материал еще и практичный. Городской университет Гонконга использовал оксид алюминия — прочную, долговечную керамику, которую иногда используют в промышленных условиях. Это делает материал устойчивым к экстремальным погодным условиям и даже огню благодаря его способности выдерживать температуру до 1000 градусов по Цельсию. Керамика из глинозема также устойчива к разрушению под воздействием ультрафиолета, что делает ее лучшим выбором в долгосрочной перспективе, чем материалы с пассивным радиационным охлаждением на основе полимеров.
Основываясь на своих экспериментах, исследователи подсчитали, что использование этого материала на крыше может снизить зависимость дома от кондиционера на 20%. Это «подтверждает большой потенциал охлаждающей керамики в снижении зависимости людей от традиционных стратегий активного охлаждения и обеспечивает устойчивое решение, позволяющее избежать перегрузки электросетей, выбросов парниковых газов и городских островов тепла», - считает соавтор исследования профессор Эдвин Цо Чи-ян.
