Budovy jsou velkými spotřebiteli energie a poskytují přibližně 40 % světového energetického výstupu. Velká část této energie se ztrácí kvůli neefektivním oknům, která v zimě propouštějí teplo a v létě zachycují přebytečné teplo. Problémem není jen ekonomika; to je klíčový problém při hledání udržitelné infrastruktury. Zatímco budovy bez oken nejsou životaschopným řešením, výzkumníci z University of Colorado Boulder možná našli praktickou alternativu: čirý izolátor, který napodobuje strukturu bublinkové fólie.
Výzva transparentní izolace
Tradiční izolace funguje tak, že blokuje přenos tepla, ale okna vyžadují průhlednost. Hledání materiálů, které vynikají v obou aspektech, se ukázalo jako náročné. Ivan Smalyukh, materiálový fyzik na CU Boulder, vysvětluje: “Je opravdu těžké najít izolátory, které jsou průhledné.” Řešení týmu nazvané Mesoporous Opticky Clear Heat Insulator (MOCHI) přímo řeší tento problém.
Jak MOHI funguje: mikroskopická síť vzduchu
MOHI je silikonový gel s unikátní vnitřní strukturou. Stejně jako aerogely používané v marsovských roverech NASA zadržuje vzduch uvnitř mikroskopické sítě pórů. MOCHI se však liší v umístění těchto pórů. Aerogely rozptylují světlo v důsledku náhodného rozložení pórů a činí je neprůhlednými. MOCHI místo toho používá povrchově aktivní látky k vytvoření zarovnaných vláknitých struktur v tekutém silikonovém základu. Nahrazením povrchově aktivní látky vzduchem tým vytvořil matrici mikroskopických trubiček.
Výsledkem je materiál, který je z 90 % tvořen vzduchem. Tento vysoký obsah vzduchu výrazně snižuje přenos tepla, protože drobné póry omezují molekulární srážky, což je hlavní mechanismus přenosu tepla v plynech. Jak vysvětluje Smalyukh, molekuly spíše „narážejí na stěny pórů“, než aby si volně vyměňovaly energii.
Efektivita a potenciál
MOHI je tak účinný, že list o tloušťce pouhých 5 milimetrů dokáže ochránit vaši ruku před otevřeným plamenem. Je důležité poznamenat, že odráží pouze asi 0,2 % příchozího světla a zachovává téměř dokonalou průhlednost. Kromě izolace může být materiál dokonce použit k zachycování tepla pro udržitelnou výrobu energie.
„Dokonce i za zamračeného dne můžete stále spotřebovávat spoustu energie a následně ji použít k ohřevu vody a interiéru budovy,“ vysvětluje Smalyukh.
Výrobní potíže a vyhlídky do budoucna
Navzdory použití levných přísad je současný výrobní proces MOCHI pomalý a náročný na práci. Výzkumný tým si klade za cíl optimalizovat výrobu a připravit cestu pro široké přijetí v architektonickém designu. I když škálování zůstává výzvou, potenciální výhody – snížené energetické ztráty a udržitelná řešení vytápění – činí z MOCHI slibný vývoj v technologii budov.
Závěrem lze říci, že MOHI představuje významný krok směrem k energeticky úspornějším budovám. Jeho unikátní design řeší dlouhodobý problém s izolací, a pokud se podaří překonat výrobní potíže, může výrazně snížit spotřebu energie ve stavebnictví.
