Wilgoć w powietrzu jest jednym z głównych czynników wpływających na komfort w pomieszczeniach, zwłaszcza w gorących i wilgotnych klimatach. Tradycyjne systemy wentylacji, które radzą sobie z nadmiarem wilgoci, są jednak drogie w utrzymaniu i energochłonne. Tu właśnie wkracza nowatorski materiał opracowany przez zespół pod kierownictwem prof. Guillaume’a Haberta z ETH Zurich.
Czytaj też:Finowie wyprzedzają Polskę w grzewczej rewolucji. Oto największa na świecie miejska pompa ciepła
Ten higroskopijny materiał działa pasywnie – pochłania wilgoć z powietrza w ciągu dnia, a następnie oddaje ją nocą, gdy temperatura spada. Proces ten znacząco zmniejsza potrzebę ciągłego korzystania z elektrycznych systemów wentylacji, co oznacza oszczędności energetyczne i mniejsze emisje gazów cieplarnianych.
Niesamowity materiał ulepszy wentylację w naszych domach
Podstawowym składnikiem materiału jest drobno zmielony marmur, będący odpadem z kamieniołomów, który w innym przypadku trafiłby na wysypiska. W procesie druku 3D, przy użyciu specjalnego geopolimerowego spoiwa z metakaolinu i roztworu alkalicznego, tworzone są porowate płytki o wyjątkowej strukturze.
Czytaj też:Ropa naftowa zamieniona w wartościowe paliwo. Ten materiał potrafi zdziałać cuda!
Dzięki tej konstrukcji powierzchnia pochłaniająca wilgoć jest niemal czterokrotnie większa niż w przypadku litego materiału, a jednocześnie objętość zużytego surowca jest o 60 proc. mniejsza. To ekologiczne podejście pozwala na zmniejszenie kosztów produkcji oraz oszczędności materiałowe.
Naukowcy przeprowadzili symulację zastosowania tego materiału w portugalskiej bibliotece, gdzie w jednym z pomieszczeń przewidziano obecność 15 osób przez cały dzień bez dodatkowej wentylacji. Okazało się, że zastosowanie płyt o grubości 4 cm zmniejszyło indeks dyskomfortu użytkowników aż o 75 proc. Przy grubszych płytach (5 cm) wskaźnik ten poprawił się do 85 proc.
Prof. Magda Posani z ETH Zurich, która brała udział w badaniach, mówi:
Dzięki symulacjom numerycznym byliśmy w stanie udowodnić, że komponenty budowlane wykonane z naszego materiału mogą znacząco obniżyć wilgotność w intensywnie użytkowanych przestrzeniach wewnętrznych.
Potencjalne zastosowania tego innowacyjnego rozwiązania są niemal nieograniczone. Materiał może znaleźć zastosowanie w budynkach mieszkalnych, gdzie zwiększy komfort życia przy jednoczesnym obniżeniu kosztów energii. Może być również wykorzystywany w bibliotekach, archiwach i muzeach, gdzie utrzymanie odpowiedniego poziomu wilgotności jest kluczowe dla ochrony zbiorów. Kolejnym obszarem zastosowania są magazyny i centra logistyczne, w których kontrola wilgotności pozwala zapobiegać niszczeniu przechowywanych towarów.
Dzięki możliwości łączenia tego materiału z innymi technologiami, jak np. panele słoneczne, można stworzyć ekologiczne i samowystarczalne systemy regulacji powietrza w budynkach przyszłości. Chociaż technologia ta wymaga jeszcze dalszych badań i testów w rzeczywistych warunkach, jej potencjał już teraz budzi ogromne zainteresowanie. Szczegóły opublikowano w czasopiśmie Nature Communications.