رنگ سقف جادویی تقریباً کل نور خورشید را بازتاب می‌دهد و همزمان آب تولید می‌کند

رنگی برای سقف که هم می‌تواند خانه شما را خنک نگه دارد و هم آب تازه از هوا تولید کند، دیگر ایده‌ای دور از دسترس نیست. دانشمندان در حال گسترش تولید نوع جدیدی از پوشش شبیه رنگ هستند که سقف‌ها را از تابش خورشید محافظت و شبنم را از سطح خود جمع‌آوری می‌کند.

محققان دانشگاه سیدنی و استارتاپ «دیوپوینت اینوویشنز» پوششی نانو-مهندسی شده ساخته‌اند که نه تنها تا ۹۷ درصد اشعه‌های خورشید را بازتاب می‌دهد، بلکه به صورت غیرفعال آب جمع‌آوری می‌کند. آزمایش‌ها نشان داد این پوشش می‌تواند دمای داخل ساختمان را تا ۶ درجه سانتی‌گراد کمتر از هوای بیرون نگه دارد. این اختلاف دما باعث می‌شود بخار آب روی سطح پوشش متراکم شود (مانند بخار گرفتن شیشه سرد) و قطرات آب به آرامی شکل بگیرند.

به‌گزارش نیواطلس، در آزمایش‌هایی که روی سقف مرکز نانوعلوم سیدنی انجام شد، پوشش مورد بحث توانست در بیش از ۳۰ درصد از سال شبنم جمع‌آوری کند و روزانه تا ۳۹۰ میلی‌لیتر آب به ازای هر متر مربع تولید کند. گرچه این مقدار زیاد به نظر نمی‌رسد، یک بخش ۱۲ متر مربعی از سقف پوشش‌داده شده می‌تواند در شرایط ایده‌آل روزانه حدود ۴٫۷ لیتر آب تولید کند.

چیارا نِتو، استاد مؤسسه نانو و دانشکده شیمی دانشگاه سیدنی و سرپرست پژوهش می‌گوید: «این فناوری نه‌تنها علم پوشش‌های سقف خنک را پیش می‌برد، بلکه راه را برای منابع پایدار، کم‌هزینه و غیرمتمرکز آب تازه باز می‌کند.»

تیم تحقیقاتی شش ماه آزمایش در فضای باز را به تازگی به پایان رسانده است. در این مدت، داده‌های لحظه‌ای درباره قابلیت خنک‌کنندگی و جمع‌آوری آب پوشش جمع‌آوری شد و نشان داد که شبنم می‌تواند در بیش از ۳۲ درصد از سال جمع‌آوری شود و این یعنی امکان برداشت آب حتی در دوره‌های بدون بارش وجود دارد. همچنین این پوشش در برابر نور شدید آفتاب استرالیا مقاوم بود و طی شش ماه هیچ نشانه‌ای از فرسودگی نشان نداد.

اکثر رنگ‌های سفید تجاری، به ویژه رنگ‌های خارجی سقف و دیوار، از دی‌اکسید تیتانیوم به عنوان رنگدانه اصلی برای انعکاس اشعه UV استفاده می‌کنند. اما پوشش جدید، هرچند شبیه رنگ سفید به نظر می‌رسد، توانایی محافظت در برابر خورشید را از ساختار خود می‌گیرد. پوشش متخلخل از ماده‌ای به نام PVDF-HFP ساخته شده که از طریق حفره‌های میکروسکوپی نور خورشید را پراکنده می‌کند. این حفره‌های کوچک نور خورشید را بدون ایجاد تابش خیره‌کننده و بدون نیاز به مواد شیمیایی جذب‌کننده UV که ممکن است در طول زمان تخریب شوند، پخش می‌کنند. نتیجه، لایه‌ای خودخنک‌کننده و مقاوم در برابر شرایط جوی است که طی آزمایش‌ها عملکرد بالای خود را حفظ کرده است.

دکتر مینگ چیو، نویسنده اصلی مطالعه و مدیر فناوری دیوپوینت اینوویشنز می‌گوید: «طراحی ما بازتاب بالای نور خورشید را از طریق ساختار متخلخل داخلی فراهم می‌کند و دوام بالا را بدون مضرات محیطی رنگدانه‌ها ارائه می‌دهد. حذف مواد جذب‌کننده UV، محدودیت‌های سنتی در بازتاب خورشیدی را از بین می‌برد و انعکاس پراکنده نور، تابش خیره‌کننده ایجاد نمی‌کند. این تعادل بین عملکرد و راحتی بصری، کاربرد واقعی را آسان‌تر و جذاب‌تر می‌کند.»

برخلاف بسیاری از مواد که در مرحله توسعه باقی می‌مانند، این فناوری درحال مقیاس‌بندی است. دیوپوینت اینوویشنز درحال توسعه فرمولاسیون رنگ مبتنی بر آب است که با غلتک یا اسپری‌های معمولی اجراشدنی است.

با اینکه هنوز در مراحل اولیه به‌سر می‌برد، تیم سازنده اطمینان دارد که محصولش به زودی وارد بازار تجاری خواهد شد. نتو اضافه می‌کند: «سقف‌هایی را تصور کنید که نه‌تنها خنک می‌مانند، بلکه آب تازه خود را نیز تولید می‌کنند.»

نتایج این پژوهش در ژورنال Advanced Functional Materials منتشر شده است.