Kako globalne temperature rastu, a nestašica vode postaje sve ozbiljniji problem, nano-inženjerska boja koju su razvili australski istraživači nudi rješenje za oba izazova – i to jednim potezom kista. Znanstvenici sa Sveučilišta u Sydneyu, Chiara Neto i Ming Chiu, potaknuti rastućim pritiscima na okoliš, osmislili su premaz za krovove koji može hladiti zgrade i istovremeno prikupljati vodu iz zraka.
Od ideje do startupa
Njihov rad prerastao je u startup Dewpoint Innovations, osnovan 2022. godine, s ambicijama koje nadilaze samo rashladnu boju. Njihova vizija je šira promjena u načinu na koji se dizajnira infrastruktura. Ako bi krovovi diljem grada mogli reflektirati toplinu i prikupljati vodu, postali bi aktivni dio rješenja za klimatske promjene.
U svijetu koji se zagrijava, gradovi postaju toplinske zamke. Beton i krovovi upijaju sunčevu energiju, podižući temperaturu i stvarajući takozvani efekt urbanog toplinskog otoka, zbog kojeg su gradovi znatno topliji od svoje okolice. To je prvi izazov na koji cilja Dewpoint Innovations.
​- Naša boja značajno će smanjiti toplinsko opterećenje koje sunce stavlja na gradove – rekao je Chiu, suizumitelj i glavni tehnološki direktor tvrtke.
Kako bi postigli taj učinak, posebno projektirani nanomaterijali koriste proces pasivnog radijacijskog hlađenja. Oni reflektiraju većinu sunčeve energije i oslobađaju toplinu natrag u nebo, omogućujući krovnim površinama da ostanu hladnije od okolnog zraka bez potrošnje energije. Slične tehnologije razvijaju se diljem svijeta. Primjerice, “ultra-bijela” boja sa Sveučilišta Purdue može reflektirati čak 98,1 posto sunčeve svjetlosti, koristeći barijev sulfat kao pigment, što površine čini hladnijima od okoline.
Nevjerojatni rezultati na terenu
Tijekom šestomjesečnog vanjskog ispitivanja, premaz tvrtke Dewpoint pokazao je solarnu refleksiju do 96 posto. Ta visoka reflektivnost znači da se apsorbiralo manje topline, održavajući krovne površine do šest Celzijevih stupnjeva hladnijima od okolnog zraka i smanjujući prijenos topline u zgrade. U tromjesečnom terenskom ispitivanju u Sydneyu krajem 2023., krov obojen njihovom bojom ostao je do 30 Celzijevih stupnjeva hladniji od standardnog tamnog krova. To se, prema procjenama, pretvara u smanjenje potrošnje energije za hlađenje kućanstva do 34 posto.
Za profesoricu Baohuu Jia, stručnjakinju za nanotehnologiju sa Sveučilišta RMIT koja nije povezana s projektom, ti rezultati ukazuju na širi potencijal. Ona vjeruje da ovaj krovni premaz nudi skalabilan način za suzbijanje efekta urbanog toplinskog otoka.
​- Ova tehnologija može potencijalno drastično smanjiti temperature u urbanim sredinama, ublažiti toplinski stres i smanjiti ovisnost o klima uređajima, čineći je opipljivim alatom za prilagodbu klimatskim promjenama u gusto naseljenim područjima – izjavila je Jia.
Voda iz zraka jednim potezom kista
Osim hlađenja, premaz ima i drugu, jednako impresivnu funkciju.
​- Jedno od nevjerojatnih svojstava površine koja održava nižu temperaturu dok se ostatak okoline zagrijava jest to što potiče kondenzaciju vlage iz zraka na svojoj površini – izjavio je za CNN izvršni direktor Dewpointa, Perzaan Mehta.
Radi se o istom osnovnom procesu zbog kojeg se kapljice vode stvaraju na vanjskoj strani hladne čaše. Iako je sustav još u razvojnoj fazi, rani testovi pokazali su da bi mogao prikupiti 74 litre vode dnevno s krova površine 200 četvornih metara. Mehta je pojasnio da je to otprilike količina vode koja se potroši tijekom petominutnog tuširanja u područjima s obiljem vode.
Potencijal i ograničenja
Iako ne može zamijeniti cjelokupnu opskrbu vodom za kućanstvo, Mehta kaže da može poslužiti kao dopunski izvor.
​- Pomoći će smanjiti opterećenje, ali nije čudotvorni lijek – dodao je.
Kroz modeliranje dosad prikupljenih podataka, Dewpoint je utvrdio da je za prikupljanje vode potrebna minimalna relativna vlažnost zraka od oko 70 posto. Takvi uvjeti prisutni su u obalnim, tropskim područjima poput Singapura ili amazonskog bazena. Upravo iz tih regija dolazi i najveći međunarodni interes. U širem kontekstu tehnologija za prikupljanje vode iz zraka, znanstvenici s MIT-a razvili su sustave koji koriste hidrogel, dok su drugi postigli značajan napredak s metal-organskim okvirima (MOF), poroznim materijalima koji mogu hvatati molekule vode čak i pri niskoj vlažnosti.
Pomoć divljim životinjama
Osim za ljudsku primjenu, rashladna tehnologija mogla bi pomoći i divljim životinjama, rekao je Chiu, smanjenjem toplinskog stresa ispod skloništa za životinje i osiguravanjem vode tijekom suša. Slike vatrogasaca koji daju vodu dehidriranim koalama tijekom katastrofalnih požara u Australiji između 2019. i 2020. godine oblikovale su Chiuovo razmišljanje o prikupljanju atmosferske vode.
​- Sustavi za prikupljanje vode mogli bi se postaviti na zabačenim lokacijama kako bi generirali vodu iz zraka i omogućili divljim životinjama pristup pitkoj vodi kada je ne mogu pronaći nigdje drugdje – kazao je Chiu.
Put do tržišta i budućnost gradova
Dewpoint se trenutno priprema za opsežnija ispitivanja svoje boje na australskim krovovima, a potencijalno i u inozemstvu, s ciljem komercijalizacije proizvoda putem tvrtke Haymes Paint. Andrew Brewer, menadžer iz Haymes Painta, izrazio je uzbuđenje zbog dovođenja ove održive tehnologije na tržište. Međutim, istaknuo je i prepreke.
​- Građevinski poduzetnici drže se provjerenih proizvoda – rekao je Brewer, dodajući da će prihvaćanje ovisiti o neovisno potvrđenim performansama, opravdava li ušteda energije početni trošak i kompatibilnosti sa standardnim metodama primjene.
Mehta je rekao da očekuju cijenu sličnu funkcionalnim bojama, koje su obično 50 do 100 posto skuplje od obične boje.
Izazovi i vizija održivog urbanizma
Proizvodi za radijacijsko hlađenje još se suočavaju s izazovima poput trajnosti, smanjenih performansi u oblačnim uvjetima i nedostatka standardiziranih testiranja i građevinskih propisa, kako je istaknula Jia. Ipak, dodaje da se na tim problemima aktivno radi te se očekuje da će poboljšanja u materijalima, dizajnu i proizvodnji učiniti tehnologiju pouzdanijom i šire prihvaćenom. Krajnja vizija Dewpointa je da njihova boja postane sastavni dio urbanističkog planiranja i razvoja.
​- Mislim da bi bilo fantastično vidjeti Dewpoint kao dio alata koje urbanisti i arhitekti imaju na raspolaganju u budućnosti i da proizvodi poput našeg postanu dio regulatornog okvira o tome kako razmišljamo o dizajniranju gradova – rekao je Mehta.
*uz korištenje AI-ja
Preuzeto sa: www.24sata.hr
