Një klasë e re e gela që ruajnë nxehtësinë synon të zvogëlojë sasinë e energjisë që ndërtesat përdorin për ngrohje dhe ftohje. Testet fillestare duken premtuese, prandaj, hulumtuesit po shqyrtojnë mundësitë e përdorimit të tyre në çere, mure, dritare dhe madje edhe në module për ujë të ngrohtë dhe ajër të kondizuar.
Materialet quhen “salogele”, gela polimerike të mbushura me kripëra hidratuar që mbajnë ujë të kapur brenda kristaleve të tyre. Në një studim të fundit, hulumtuesit e Universitetit të Teksasit në College Station (Texas A&M University) shqyrtuan evolucionin e këtyre gela dhe mënyrat se si ato mund të përdoren në ndërtim.
Gela që ruajnë nxehtësinë përdorin të njëjtën parim që lejon një kub akulli të mbajë një pije të ftohtë. Duke u shkrirë, akulli absorbon energji termike pa u ngrohur. Materialet që ndryshojnë fazën, të cilat kalojnë nga gjendja e ngurtë në atë të lëngët dhe anasjelltas, funksionojnë në të njëjtën mënyrë. Ato absorbojnë nxehtësi duke u shkrirë dhe e lironë duke u ngurtësuar. Kjo familje përfshin vaksina si parafina, si dhe kripëra hidratuar, të cilat kanë ujë të kapur brenda kristaleve të tyre. Hulumtuesit preferojnë kripërat, të cilat mund të ruajnë më shumë se dyfishin e nxehtësisë për një njësi vëllimi, krahasuar me parafinën, vaksina e cila është përdorur tradicionalisht si referencë për ruajtjen e nxehtësisë. Ato gjithashtu janë rezistente ndaj zjarrit dhe mund të jenë relativisht të lira. Për shembull, kloruri i kalciumit hexahidrat është një produkt i mbetur nga prodhimi i soda ash (karbonat i natriumit).
Megjithatë, ka një problem, i cili deri tani ka penguar përdorimin e këtyre kripërave në ndërtim. Kur ato shkrihen, kthehen në lëng, rrjedhin dhe ndonjëherë ndahen në shtresa. Inxhinierët kanë tentuar t’i mbajnë ato në mbështetje poroz ose t’i sigurojnë në kapsula, por këto zgjidhje zakonisht kufizojnë sasinë e kripës në më pak se 70% të materialit, dhe kapsulimi komplikon prodhimin.
Salogelat ndjekin një rrugë të ndryshme, duke mbajtur kripën në vend falë shtimit të një sasi të vogël polimeri. Versione që përdorin lidhje të reversueshme, të cilat mund të thyhen dhe të riformohen, ruajnë nga 80% deri në 95% të kapacitetit të ruajtjes së nxehtësisë të kripës së pastër.
“Salogelat përfaqësojnë një ndryshim nga thjesht ruajtja e nxehtësisë, drejt inxhinierizmit të materialeve multifunksionale që kombinojnë ruajtjen dhe konvertimin e energjisë termike”, tha Kartik Kumar Rajagopalan nga Laboratori i Materies së Butë i universitetit, një nga autorët e studimit. “Duke kuptuar se si polimerët ndërvejnë me hidratet e kripës në nivel molekular, ne mund të fillojmë të krijojmë materiale me vetitë e përshtatuara për aplikimet reale të energjisë.”
Ekipi sugjeron dy mënyra për të përdorur gela në ndërtesa. Një rrugë pasive vendos materialin në çere, mure ose dritare, ku ai përshtatet me ndryshimet e temperaturës mes ditës dhe natës. Një rrugë dinamike e vendos atë në module, si njësi ajër-kondicionimi ose pajisje për ngrohjen e ujit.
Testimet kanë qenë ende në një fazë të vogëluanë, por kanë dhënë rezultate premtuese deri tani. Në një model banese, një xhel i krijuar nga acetati i natriumit, i hidratuar me tri mole ujë, ishte vendosur në tre tuba nën dyshemë, dhe çlirimi i nxehtësisë mund të aktivizohej në një, dy ose të treja tubat. Në një tjetër eksperiment, një shtresë “salogel” e aplikuar në murët e një shtëpie të printuar 3D, e mbajti brendinë dukshmërisht më të freskët gjatë fazës së shkrirjes dhe shumë më të ngrohtë gjatë fazës së kristalizimit, krahasuar me një shtëpi identike pa këtë shtresë. Në dritare, xheli shkrihet ditën, bëhet transparent dhe ftoh. Natën, ai kristalizohet, liron nxehtësi dhe bëhet opak.
Përkundër entuziazmit, autorët pranojnë se ende ka disa pengesa. Gëlat më të ngjeshur ruajnë më pak energji, ndërsa gëlat më të mirë për ruajtjen e nxehtësisë janë më të butë. Gjithashtu, gëlat duhet të lironë nxehtësinë në momentin e duhur, sepse disa kripë mbeten të lëngët edhe pas uljes së temperaturës në një nivel të ulët, ku duhet të kristalizoheshin. Rrjeti polimerik ndihmon, por mënyra se si e bën këtë nuk është e kuptuar plotësisht. Mbrojtja nga lagështia, prodhimi në masë dhe qëndrueshmëria për shumë cikle ngrohje-freskëse janë ende të panjohura, ashtu si dhe sa energji do të kursonte një ndërtesë e vërtetë.
Si hap i radhës, autorët propozojnë përdorimin e simulimeve dhe të inteligjencës artificiale për të parashikuar cili polimer shkrihet në cilën kripë. Ata sugjerojnë gjithashtu përzierje kripësh me pika shkrirjeje të rregullueshme, polimerë që ruajnë vetë nxehtësinë dhe metoda të reja prodhimi, si printimi 3D dhe fibra geli. Objektivi, thonë ata, është të krijojmë një material të qëndrueshëm dhe të ricikueshëm që do të zgjasë për vite në brendësi të ndërtesave tona.
Burimi: Universiteti i Teksasit A&M.
Burimi: newatlas.com
