Вчені розробили інноваційне покриття, схоже на фарбу, яке може збирати воду безпосередньо з атмосфери, одночасно знижуючи температуру поверхні. Технологія, розроблена у співпраці між Університетом Сіднея та стартапом Dewpoint Innovations, представляє собою потенційне рішення для пом’якшення дефіциту води та міських теплових островів, особливо в регіонах, які постраждали від наслідків зміни клімату.
Як працює покриття: пасивне охолодження та конденсація води
Покриття, виготовлене з пористого полімеру під назвою полівініліденфторид-ко-гексафторпропен (PVDF-HFP), використовує унікальний механізм пасивного охолодження. Він відбиває до 97% сонячного світла та ефективно випромінює тепло в навколишнє повітря, підтримуючи температуру поверхні на 6 градусів Цельсія нижче температури навколишнього середовища. Цей ефект охолодження створює сприятливі умови для конденсації атмосферної водяної пари, подібно до того, як пара конденсується на дзеркалі у ванній кімнаті.
Потенціал сталого збору води
«Ця технологія не тільки просуває науку про холодні дахові покриття, але також відкриває двері до стійких, недорогих і децентралізованих джерел прісної води — критичної потреби в умовах зміни клімату та зростаючого дефіциту води», — пояснила професор К’яра Нето з Сіднейського університету.
Результати польових випробувань
Шестимісячне польове дослідження, проведене на даху Сіднейського наукового центру нанотехнологій, продемонструвало ефективність покриття. Дослідники змогли зібрати росу понад 32% днів у році, що вказує на надійне та передбачуване джерело води навіть за відсутності дощу. За оптимальних умов покриття може зібрати до 390 мл води на квадратний метр на день – достатньо, щоб задовольнити добову потребу людини у питній воді на площі 12 квадратних метрів.
Ключові переваги порівняно з традиційними білими фарбами
На відміну від традиційних білих фарб, які покладаються на пігменти, що відбивають ультрафіолет, такі як діоксид титану, це пористе покриття забезпечує високу відбивну здатність завдяки своїй внутрішній структурі. «Наша конструкція має високу відбивну здатність завдяки своїй внутрішній пористій структурі, що забезпечує довговічність без екологічних недоліків покриттів на основі пігменту», — сказав д-р Мін Чіу, головний технічний директор Dewpoint Innovations. Усуваючи матеріали, що поглинають ультрафіолет, технологія долає обмеження у відбивній здатності сонця, уникаючи відблисків через дифузне відображення, створюючи візуально комфортне та практичне рішення.
Надійна продуктивність і широкий спектр застосувань
Дослідницька група ретельно стежила за характеристиками покриття під час тестування, записуючи щохвилинні дані, щоб підтвердити його довговічність під суворим австралійським сонцем без погіршення якості. Окрім збирання води, покриття має потенціал для різноманітних промислових застосувань: забезпечення водою худоби, підтримка садівництва цінних рослин, покращення охолодження за допомогою розпилення та навіть допомога у виробництві водню.
Вирішення проблеми міського тепла та розширення можливостей
Ця інноваційна технологія виходить за рамки збору води. Охолоджувальний ефект покриття потенційно може зменшити ефект міського теплового острова та зменшити споживання енергії для кондиціонування повітря. Важливо те, що дослідження ставить під сумнів припущення про те, що збір роси обмежений вологим кліматом. «Справа не в тому, щоб замінити дощ, а в тому, щоб доповнити його — забезпечити водою там, де і коли інші джерела стають обмеженими», — сказав професор Нето.
Висновки команди, опубліковані в журналі Advanced Functional Materials, підкреслюють значний крок до стійких до кліматичних умов рішень для води та стійких стратегій охолодження.
Це нове лакоподібне покриття є практичним рішенням, яке може вирішити проблеми дефіциту води та підвищення температури в містах, що є значним кроком до сталого розвитку.
