ابتكار مادة إسمنتية جديدة لتبريد المباني

طور علماء من الصين والولايات المتحدة مادة بناء مبتكرة تتفاعل مع الضوء والحرارة لتبريد المباني، خلافًا للإسمنت والخرسانة التقليديين اللذين يؤديان عادة إلى تراكم الحرارة. تسمح هذه المادة الجديدة بخفض درجة الحرارة داخل المباني بما يصل إلى 5 درجات مئوية خلال النهار الحار.
وأوضح الباحثون أنه عند تصلب هذه المادة، تتشكل على سطحها بنية خاصة من بلورات المعدن الطبيعي "إترينغايت"، التي تتميز بقدرتها على عكس الضوء المرئي وتمرير الأشعة تحت الحمراء في الجزء الأوسط من الطيف، مما يمكن من تقليل درجة الحرارة داخل المبنى بمقدار 5 درجات مئوية في ظروف مشابهة لحرارة النهار.
تدعى هذه المادة "الإسمنت المهيكل ضوئياً"، وقد طُورت تحت إشراف بروفيسور من جامعة جنوب شرق الصين بالتعاون مع علماء مواد من الصين والولايات المتحدة. يهدف هذا الابتكار إلى معالجة أحد العيوب الرئيسية للإسمنت التقليدي الذي يعكس عادة نحو 30% فقط من ضوء الشمس والحرارة.
وأشار العلماء إلى أن الحل يكمن في إعادة هيكلة جزيئات الإسمنت بحيث يصبح سطحه قادراً على عكس الضوء وتمرير الحرارة بشكل طبيعي. وقد أثبتت التجارب أن خليطاً من هلام غير بلوري خاص مع بلورات "إترينغايت" يحقق هذه الخصائص الفريدة.
ابتكر الباحثون خليطاً إسمنتياً خاصاً يؤدي تفاعله مع الماء إلى التشكّل التلقائي لتجمعات من بلورات "الإترينغايت" على سطح المادة. ولضمان توزيع هذه البلورات بشكل منتظم، صمم العلماء قالبًا من بوليمر السيليكون يحتوي على بروزات وتجويفات دقيقة.
لتوضيح فعالية هذه التكنولوجيا، قام الباحثون ببناء نماذج مصغرة لمنازل مصنوعة من الإسمنت التقليدي وأخرى من "الإسمنت المهيكل ضوئياً"، وعرّضوها لضوء الشمس والحرارة. أظهرت النتائج أن المادة الجديدة خفضت درجة حرارة جدران المنزل من 60-70 مئوية إلى نحو 30-35 مئوية خلال ساعات النهار الأكثر حرارة، مما أدى إلى انخفاض الحرارة داخل المبنى بمقدار 5 درجات كاملة.
يؤكد العلماء أن استخدام هذه التقنية في المستقبل يمكن أن يساهم في تقليل الاعتماد على أجهزة التبريد وخفض تكاليف الطاقة بشكل ملحوظ، خاصة في المناطق ذات المناخ الحار.