Τα μεγάλου μεγέθους τζάμια παρουσιάζουν μια κρυφή απειλή και για τα πιο καλά μονωμένα κτήρια, καθώς δεν επιτρέπουν μόνο τη διέλευση του ορατού φωτός αλλά και της υπέρυθρης ακτινοβολίας. Αυτή η ακτινοβολία μπορεί να εισέρχεται ή να εξέρχεται ανεμπόδιστα από τα παράθυρα, επιβαρύνοντας τη θερμοκρασία εντός του κτηρίου.
Η καινοτομία που μπορεί να προσφέρει λύσεις είναι ο «Μεσοπορώδης Οπτικά Διαυγής Μονωτής Θερμότητας», γνωστός ως MOCHI. Αυτό το πρωτοποριακό υλικό έχει παρουσιαστεί σε άρθρο του περιοδικού Science από ερευνητές του Πανεπιστημίου Καλιφόρνιας στο Μπούλντερ.
Ο MOCHI είναι μια διαφανής μεμβράνη που μπορεί να προστεθεί σε οποιοδήποτε τζάμι, προσφέροντας έτσι βελτιωμένη θερμομόνωση.
«Για να περιορίσουμε την ανταλλαγή θερμότητας, προσθέτουμε μόνωση στους τοίχους, αλλά δεν μπορούμε να θυσιάσουμε τη διαφάνεια των παραθύρων. Η ανάπτυξη διάφανων μονωτών είναι μια πραγματική πρόκληση», επισημαίνει ο καθηγητής Φυσικής Ίβαν Σάμαλιοκ, κύριος συγγραφέας της μελέτης.
Η εφαρμογή του MOCHI έχει τη δυνατότητα να μειώσει σημαντικά τις ανάγκες ψύξης και θέρμανσης των κτηρίων, οι οποίες αντιπροσωπεύουν περίπου το 40% της συνολικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας.
Ερευνητές δείχνουν ένα φύλλο πλαστικού καλυμμένου με το αόρατο MOCHI (Glenn J. Asakawa/CU Boulder)
Ο MOCHI αποτελεί ένα ζελατινώδες υλικό από σιλικόνη, το οποίο περιέχει ένα δίκτυο μικροσκοπικών σωλήνων, οι οποίοι είναι πιο λεπτοί από μια τρίχα. Αυτοί οι σωλήνες περιέχουν αέρα και διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη θερμική μόνωση.
Όπως αναφέρουν οι επιστήμονες, οι φυσαλίδες αέρα που περιέχονται στη σύνθεση είναι τόσο αποτελεσματικές στην αποτροπή της θερμικής μεταφοράς ώστε μια μεμβράνη MOCHI πάχους 5 χιλιοστών θα μπορούσε να κρατήσει μια φωτιά στην παλάμη του χεριού χωρίς να την αισθάνεται κανείς.
Η νέα αυτή υφή είναι παρόμοια με τα αεροτζέλ, τα οποία είναι εξαιρετικά πορώδη υλικά που χρησιμοποιούνται στη θερμομόνωση των διαστημικών ρομπότ της NASA στον Άρη.
Όπως και ο MOCHI, τα αεροτζέλ περιέχουν μικρούς θύλακες αέρα, αλλά οι θύλακες αυτοί είναι κατανεμημένοι τυχαία, κάτι που τα καθιστά ημιδιαφανή. Αυτή η ιδιότητα οδήγησε στη σύγχρονη ονομασία τους ως «παγωμένος καπνός».
Η πρωτοποριακή διαδικασία δημιουργεί ένα υγρό διάλυμα που περιέχει επιφανειοδραστικά, συστατικά που μειώνουν την επιφανειακή τάση του νερού. Αυτές οι ουσίες έλκονται μεταξύ τους και σχηματίζουν ίνες, στις οποίες προσκολλώνται μόρια σιλικόνης.
Μετά από μια σειρά βημάτων, οι ίνες επιφανειοδραστικών αντικαθίστανται από αέρα, δίνοντας έτσι τη δυνατότητα σχηματισμού μικροσκοπικών σωλήνων γεμάτων αέρα περιτριγυρισμένων από σιλικόνη.
Το αποτέλεσμα είναι ένα εξαιρετικά ελαφρύ υλικό, με τον όγκο του να αποτελείται κατά 90% από αέρα. Απορροφά την υπέρυθρη, θερμική ακτινοβολία και ανακλά μόλις το 0,2% του εισερχόμενου φωτός, διατηρώντας την πλήρη διαφάνειά του.
Παρόλο που η νέα μεμβράνη δεν είναι ακόμη εμπορικά διαθέσιμη, καθώς η παραγωγή της είναι χρονοβόρα και κοστοβόρα, οι ερευνητές βρίσκονται σε ελπίδες ότι τα εμπόδια θα ξεπεραστούν. Όπως εκτιμούν, το μέλλον του MOCHI, όπως και η ωραία θέα από παράθυρα με επίστρωση αυτού του επαναστατικού θερμομονωτικού υλικού, διαγράφεται λαμπρό.
