สารพอลิเมอร์เคลือบผิวใหม่ใช้ฟองอากาศเล็กจิ๋วระบายความร้อนของอาคารได้ดีเยี่ยม

อุณหภูมิของโลกที่สูงขึ้นและคลื่นความร้อนได้สร้างความยากลำบากและหายนะแก่ผู้คนทั่วโลก ดังนั้นการทำความเย็นจึงมีความสำคัญมากยิ่งขึ้น โดยเฉพาะในประเทศที่กำลังพัฒนาที่ส่วนใหญ่อากาศร้อนจัดในช่วงฤดูร้อน การใช้เครื่องปรับอากาศ (Air conditioner) มีราคาแพง, สิ้นเปลืองพลังงาน, ต้องมีไฟฟ้าเข้าถึง และสารหล่อเย็นยังสร้างปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม

ทางเลือกที่ดีอย่างหนึ่งได้แก่วิธี PDRC (Passive Daytime Radiative Cooling) ซึ่งเป็นวิธีทำให้พื้นผิวเย็นลงตามธรรมชาติโดยการสะท้อนแสงอาทิตย์และการแผ่รังสีความร้อนไปสู่ชั้นบรรยากาศ แต่การออกแบบวัสดุ PDRC เป็นเรื่องที่ท้าทายเพราะต้องมีราคาถูกและสามารถใช้กับหลังคาบ้านและตัวอาคารที่มีรูปร่างแตกต่างหลากหลาย ปัจจุบันก็มีสีขาว (White paints) ที่พอใช้ได้ แต่มันก็ยังมีข้อจำกัดเรื่องประสิทธิภาพ เพราะมันมีเม็ดสีที่ดูดซับแสง UV และยังสะท้อนแสงอาทิตย์ช่วงความยาวคลื่นมากได้ไม่ค่อยดีนัก

ทีมวิจัยที่คณะวิศวกรรม มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้คิดค้นสารเคลือบผิวพอลิเมอร์ชนิดใช้ภายนอกที่มีประสิทธิภาพสูงด้วยฟองอากาศขนาดเล็กระดับนาโนถึงระดับไมโครซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวระบายความร้อน สามารถใช้ทาแบบเดียวกับสีทาบ้านและใช้กับหลังคา, อาคาร, ถังเก็บน้ำ, รถยนต์, ไปถึงยานอวกาศ หรืออะไรก็ตามที่ทาสีได้

polymer-coating-reflects-sunlight-3

นักวิจัยใช้เทคนิคพิเศษทำให้พอลิเมอร์มีโครงสร้างคล้ายกับโฟมที่มีรูพรุน โพรงอากาศในพอลิเมอร์ที่มีรูพรุนนี้จะเป็นตัวกระจายและสะท้อนแสงอาทิตย์เนื่องจากความแตกต่างของดัชนีหักเหระหว่างโพรงอากาศและโพลิเมอร์โดยรอบ พอลิเมอร์จะเปลี่ยนเป็นสีขาวและไม่ดูดซับความร้อนของแสงอาทิตย์ ขณะที่การกระจายรังสีของมันทำให้มันส่งความร้อนกลับไปบนท้องฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในการทดสอบภาคสนามการเคลือบด้วยพอลิเมอร์นี้สามารถสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ถึง 96% และกระจายรังสีความร้อนได้ถึง 97% ซึ่งเป็นการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงมาก การทดสอบในทะเลทรายที่รัฐแอริโซนาพบว่ามันทำให้เย็นลง 6 °C และการทดสอบในบรรยากาศเขตร้อนชื้นที่บังคลาเทศพบว่าเย็นลง 3 °C และผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องทาพอลิเมอร์ใหม่นี้เป็นสีขาวสีเดียว เพราะสามารถเติมสีย้อมเข้าไปได้โดยที่ประสิทธิภาพในการสะท้อนแสงยังดีอยู่

polymer-coating-reflects-sunlight-2

“ตอนนี้เป็นช่วงเวลาสำคัญในการพัฒนาวิธีแก้ปัญหาสำหรับมนุษยชาติแบบยั่งยืน” Yuan Yang หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว “ปีนี้เราได้เห็นคลื่นความร้อนและอุณหภูมิที่สูงทำลายสถิติในแอฟริกาเหนือ, ยุโรป, เอเชีย และออสเตรเลีย จึงจำเป็นที่เราต้องหาวิธีรับมือกับสภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลง และเรารู้สึกตื่นเต้นมากที่ได้คิดค้นเทคโนโลยีใหม่ซึ่งใช้แก้ปัญหาดังกล่าวได้”

 

ข้อมูลและภาพจาก columbia.edu, newatlas


Leave a Reply

Your email address will not be published.