Учёные из Наньянского технологического университета (Сингапур) создали фасадную плитку для охлаждения зданий, вдохновленную природой. В её основе – грибница, обеспечивающая энергоэффективность, и фактура, напоминающая кожу слона: плотная, с складками и буграми, без потовых и сальных желез.
Интенсивное потребление энергии на отопление и охлаждение зданий оказывает существенное влияние на изменение климата. Особенно это заметно в густонаселённых городских районах, где кондиционеры и вентиляторы увеличивают общую температуру до 2,5 °C по сравнению с менее урбанизированными территориями. Экологичные строительные материалы и пассивные технологии защиты от солнца могут помочь смягчить этот процесс.
Учёные Сингапура нашли решение в области биомимикрии — имитации природных структур и алгоритмов.
Подобная по структуре плитке создана под впечатлением от морщинистой кожи слонов, помогающей им регулировать тепло. Разработке дизайна предшествовала… диаграммы ВороногоРазбитие плоскости на выпуклые многоугольники можно встретить и в природе: на панцире черепахи, коже жирафы, листьях дерева.
Сначала из цемента отлили плитку, фактура которой не сильно изменилась под воздействием сложной мозаики. Затем исследователи попробовали технологию на биоразлагаемом материале. Из мицелия вешенки и бамбуковой стружки, купленной в мебельном магазине, был изготовлен композит. Оба компонента смешали с водой и овсом, упаковали в форму. За месяц грибок образовал корневую сеть, связав древесные микроволокна, после чего плитку высушивали в печи еще три дня.
Испытания показали, что текстурированная поверхность плитки лучше проводит тепло по сравнению с плоской: скорость охлаждения увеличилась на 25%, а нагрева — снизилась на 2%. В условиях имитации дождя процесс охлаждения ускорился еще на 70% относительно сухого климата.
Превратив отходы в ресурс, учёные получили перспективный биоразлагаемый материал с высокой теплопроводностью, равной некоторым современным синтетическим изоляционным материалам. Теперь исследователи намерены увеличить производство плитки для испытаний её непосредственно на фасадах зданий.
Научная работа опубликована в журнале Energy & Buildings.