زومیت/ پژوهشگران فرمول جدیدی از سیمان ارائه کرده‌اند که با انعکاس و انتشار بهتر گرما نسبت به سیمان معمولی، ساختمان‌ها را در روزهای گرم خنک نگه می‌دارد.

سیمان معمولی تابش فروسرخ خورشید را جذب و به صورت گرما ذخیره می‌کند. این امر می‌تواند دمای داخل ساختمان‌های سیمانی و همچنین هوای اطراف آن را افزایش دهد. درمقابل، سیمانی که بتواند با انعکاس نور به بیرون و آزادکردن گرما از سطحش، خود را خنک کند، می‌تواند به ساختمان‌ها کمک کند تا بدون نیاز به تهویه مطبوع، از گرما راحت شوند.

به‌گزارش نیوساینتیست، فِنگ‌یین دو، پژوهشگر از دانشگاه پردو در ایندیانا و همکارانش تصمیم گرفتند برای حل مشکل، سیمانی بسازند که در آن بلورهای ریز بازتابنده‌ای از ماده معدنی به نام اترینگیت روی سطح جمع می‌شوند.

سیمان ساخت پژوهشگران نور فروسرخ را از سطح خود منتشر می‌کند و آن را ذخیره نمی‌کند، بنابراین گرما را سریع از دست می‌دهد. دو می‌گوید: «این سیمان مانند آینه و رادیاتور عمل می‌کند، بنابراین می‌تواند نور خورشید را بازتاب دهد و گرما را به آسمان بفرستد تا ساختمان بدون نیاز به تهویه مطبوع یا برق خنک بماند.»

فرو رفتگی‌های روی سطح سیمان، مشاهده شده با میکروسکوپ الکترونی

پژوهشگران برای ساخت سیمان مورد نظر خود، ابتدا گلوله‌های کوچکی از مواد معدنی رایج مانند سنگ آهک و گچ تولید می‌کنند. این گلوله‌ها به پودر تبدیل و با آب مخلوط می‌شوند، سپس در قالب سیلیکونی که پوشیده از سوراخ‌های کوچک است، ریخته می‌شوند. حباب‌های هوا که از این سوراخ‌ها عبور می‌کنند، فرو رفتگی‌های کوچکی روی سطح سیمان ایجاد می‌کنند که بلورهای بازتابنده اترینگیت (نوعی کانی که محصول هیدراسیون سیمان در حضور هیدروکسید کلسیم است) می‌توانند در آن رشد کنند، درحالی‌که ژل غنی از آلومینیوم در سیمان سخت‌شده اجازه می‌دهد نورفروسرخ از ماده بگذرد.

دو می‌گوید فرآیند توصیف‌شده به راحتی قابل گسترش است و سیمان تولید شده ۵ دلار به ازای هر تن ارزان‌تر از سیمان پرتلند معمولی است، زیرا می‌توان آن را در دماهای پایین‌تر تولید کرد. او و تیمش آزمایش کردند که سیمانشان چگونه روی یک سقف گرم در پردیس دانشگاه پردو خنک می‌ماند و دریافتند که دمای سطح آن ۵٫۴ درجه سانتی‌گراد کمتر از هوا و ۲۶ درجه سانتی‌گراد کمتر از سیمان پرتلند بود.

اسکار بروس از کالج دانشگاهی لندن می‌گوید: «این ماده‌ای مفید است. شما ظرفیت بازتاب را افزایش می‌دهید و همچنین انتشار گرما را بیشتر می‌کنید، بنابراین هرچقدر انرژی که به ماده منتقل یا جذب می‌شود، به طور مؤثر دوباره منتشر می‌شود.»

بااین‌حال، بروس تأکید می‌کند که فقط اندازه‌گیری دمای سطح ماده، عملکرد آن را در دنیای واقعی نشان نمی‌دهد و باید آزمایش‌های بیشتری انجام شود. او می‌گوید: «اینکه سطح ۵ درجه سانتی‌گراد خنک‌تر باشد، به معنای آن نیست که دمای هوا در اطراف آن نیز ۵ درجه کمتر خواهد بود. اثر آن در مقیاس محلی ممکن است بسیار محدود باشد.»

پژوهش در ژونال Science Advances منتشر شده است.