«Έξυπνη» βαφή κρατά τα κτίρια δροσερά και συλλέγει νερό από τον αέρα

Επιστήμονες στην Αυστραλία ανέπτυξαν ένα πολυμερές υλικό, που λειτουργεί ως ένα είδος βαφής, και το οποίο ψύχει παθητικά τα κτίρια και συλλέγει νερό απευθείας από τον αέρα. Η ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ, σε συνεργασία με τη νεοσύστατη εταιρεία Dewpoint Innovations, ανέπτυξε με τη βοήθεια της νανοτεχνολογίας, μια πολυμερική  επίστρωση που αντανακλά το 97% του ηλιακού φωτός. Σε δοκιμές, το υλικό κατάφερε να διατηρήσει το εσωτερικό των κτιρίων έως και 6 βαθμούς Κελσίου πιο δροσερό σε σχέση με την εξωτερική θερμοκρασία.

Μια βαφή που «παράγει» νερό

Σε πειράματα που πραγματοποιήθηκαν στην οροφή του Κέντρου Νανοεπιστημών του Σίδνεϊ, η επίστρωση μπορούσε να συλλέγει δροσιά για το 32% του έτους, παράγοντας έως και 390 ml νερού ανά τετραγωνικό μέτρο ημερησίως — δηλαδή περίπου 4,7 λίτρα την ημέρα για μια επιφάνεια 12 τ.μ.

Αυτό μπορεί να φαίνεται λίγο, αλλά για μια τυπική στέγη σπιτιού, η ποσότητα θα ήταν αρκετή για να καλύψει τις ημερήσιες ανάγκες σε πόσιμο νερό ενός ατόμου, σύμφωνα με την εταιρεία Dewpoint. Σύμφωνα με τους ερευνητές, η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να λειτουργήσει συμπληρωματικά, ιδιαίτερα σε ξηρότερες περιοχές.

«Η τεχνολογία αυτή δεν εξελίσσει απλώς την επιστήμη των ψυχρών επιστρώσεων, αλλά ανοίγει τον δρόμο για βιώσιμες, χαμηλού κόστους και αποκεντρωμένες πηγές φρέσκου νερού – μια κρίσιμη ανάγκη ενόψει της κλιματικής αλλαγής και της αυξανόμενης λειψυδρίας», δήλωσε η επικεφαλής της έρευνας Κιάρα Νέτο από το Ινστιτούτο Νανοτεχνολογίας του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ.

Αντανάκλαση χωρίς χημικά

Η ομάδα ολοκλήρωσε πρόσφατα μια εξάμηνη δοκιμή σε εξωτερικό περιβάλλον, καταγράφοντας δεδομένα ανά λεπτό σχετικά με τη δυνατότητα ψύξης και τη συλλογή νερού της επίστρωσης. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η συλλογή δροσιάς ήταν εφικτή σε ποσοστό άνω του 32% του έτους, ακόμα και σε περιόδους χωρίς βροχοπτώσεις. Επιπλέον, το υλικό άντεξε την έντονη ηλιακή ακτινοβολία της Αυστραλίας χωρίς σημάδια φθοράς.

Σε αντίθεση με τις εμπορικές λευκές βαφές που χρησιμοποιούν διοξείδιο του τιτανίου για να αντανακλούν την υπεριώδη ακτινοβολία, η νέα αυτή επίστρωση αντλεί τη «δύναμή» της από τη δομή της. Είναι κατασκευασμένη από πολυμερές PVDF-HFP (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropene) με πορώδη μικροσκοπική δομή, που διαχέει το φως προς όλες τις κατευθύνσεις χωρίς να προκαλεί εκτυφλωτική αντανάκλαση και χωρίς να χρειάζεται χημικά πρόσθετα που αλλοιώνονται με τον χρόνο.

«Ο σχεδιασμός μας επιτυγχάνει υψηλή ανακλαστικότητα μέσω της εσωτερικής πορώδους δομής, προσφέροντας ανθεκτικότητα χωρίς τις περιβαλλοντικές παρενέργειες των παραδοσιακών βαφών», εξήγησε ο Δρ. Μινγκ Τσιου, επικεφαλής τεχνολογίας της Dewpoint Innovations.

Νερό από τον αέρα – και απόλυτη ανθεκτικότητα

Οι σταγόνες νερού σχηματίζονται στην επιφάνεια της επίστρωσης και, χάρη στην λεία της επιφάνεια, κυλούν προς ένα σημείο συλλογής. Η ομάδα πιστεύει ότι οι μεγάλες περιοχές συλλογής θα μπορούσαν να παρέχουν νερό για άρδευση, συστήματα ψύξης ή ακόμη και για την παραγωγή υδρογόνου.

«Αν και οι υγρές συνθήκες είναι ιδανικές, η δροσιά μπορεί να σχηματιστεί ακόμη και σε ξηρές ή ημι-άνυδρες περιοχές, όπου η νυχτερινή υγρασία αυξάνεται. Δεν πρόκειται να αντικαταστήσουμε τη βροχή αλλά να τη συμπληρώσουμε παρέχοντας νερό όταν και όπου άλλες πηγές είναι περιορισμένες», σημείωσε η καθηγήτρια.

Από το εργαστήριο στην αγορά

Σε αντίθεση με πολλές πειραματικές τεχνολογίες που μένουν στο στάδιο της ανάπτυξης, η συγκεκριμένη ήδη προχωρά προς εμπορική εφαρμογή. Η Dewpoint Innovations εργάζεται πάνω σε μια υδατοδιαλυτή εκδοχή της βαφής, η οποία μπορεί να εφαρμοστεί με ρολό ή ψεκασμό. Αν και βρίσκεται ακόμα σε πρώιμο στάδιο, η ερευνητική ομάδα είναι αισιόδοξη ότι η τεχνολογία της θα φτάσει σύντομα στην αγορά.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Advanced Functional Materials.