Дослідники Університету Колорадо у Боулдері представили майже прозорий теплоізоляційний матеріал для вікон, який працює як високотехнологічна бульбашкова плівка. Розробку назвали MOCHI (Mesoporous Optically Clear Heat Insulator). Це силіконовий гель, у якому понад 90 % об’єму займає повітря, замкнене у мережі надтонких пор.
Фокус у тому, що ці пори настільки малі (набагато тонші за людську волосину), що молекулам газу всередині важко ефективно передавати тепло через зіткнення — і теплоперенесення різко сповільнюється. Під час демонстрації лист MOCHI завтовшки близько 5 мм дозволяв тримати долоню над відкритим полум’ям без відчутного нагріву. При цьому матеріал майже не блюрить картинку: у пресрелізі CU Boulder зазначено, що він відбиває приблизно 0,2 % падаючого світла.
Потенційний ефект для енергоефективності — значний: будівлі у світі споживають близько 40 % всієї згенерованої енергії, а вікна — одна з головних зон тепловтрат і перегріву. Поки що MOCHI виробляють лише в лабораторії, але автори вважають, що процес можна спростити для масштабування, а інгредієнти — відносно недорогі.
Як це працює? Такий матеріал майже весь складається з повітря, але це повітря закрите не у великих бульбашках, а в мільярдах наддрібних пор усередині прозорого силіконового каркаса. Коли пори дуже малі, молекулам повітря ніде розігнатися, вони частіше впираються у стінки пор і гірше переносять тепло — тобто тепло проходить набагато повільніше. При цьому пори настільки дрібні, що майже не розсіюють видиме світло: світло проходить, а тепло — гальмується. Саме поєднання прозорості та мікропористої структури й дає ефект «вікна-термоса».
Чому це важливо? Для космічних досліджень і астрономії прозора теплоізоляція цікава як спосіб зменшити енергоспоживання ілюмінаторів у гермомодулях і теплицях (на Місяці / Марсі), а також стабілізувати температурний режим оптичних систем. Менші теплові градієнти біля скління / захисних вікон знижують конвекцію і локальні турбулентні потоки, які погіршують якість спостережень; додатково матеріал може допомагати з обмерзанням / росою за контрольованого підігріву.
Повернення на Місяць уже в планах до кінця десятиліття, але в науковій спільноті дедалі голосніше звучить провокаційне запитання: чи не варто перескочити Місяць і якнайшвидше націлитися на Марс? У матеріалі «NASA закликають якнайшвидше відправити людей на Марс» ми розібрали, що саме пропонує консорціум американських науковців та інженерів у своєму звіті, а також які ризики можуть стати вирішальними — від космічної радіації до біозахисту й можливого забруднення марсіанського середовища.
За матеріалами science, eurekalert
