DNAd toormena kasutades tehti Hiinas valmis iseenesest jahtuv materjal

teadus.postimees.ee
Copy
Kiirgusjahutamine on teada ja selliseid tooteidki on olemas. Pildil on Skycooli katusevärviga võõbatud katusel ilmnev jahenemine (termokaamera värvikoodis on parempoolne pildiosa jahedam vasakust). Hiinas on loodud biopolümeeridepõhine kattematerjal, mille oluline komponent on DNA.
Kiirgusjahutamine on teada ja selliseid tooteidki on olemas. Pildil on Skycooli katusevärviga võõbatud katusel ilmnev jahenemine (termokaamera värvikoodis on parempoolne pildiosa jahedam vasakust). Hiinas on loodud biopolümeeridepõhine kattematerjal, mille oluline komponent on DNA. Foto: Skycool

Teadlased on püüdnud lahendada kiirenevat kliimakriisi, arendades uusi ja jätkusuutlikke jahutusmaterjale. Hiljuti on Hiina Sichuani ülikooli teadlaste meeskond välja töötanud želatiinist ja DNAst valmistatud aerogeeli, mis ületab 100-protsendist päikesekiirguse peegelduvust.

Ameerika Teaduse Edendamise Assotsiatsiooni (AAAS) ametlikus avalduses märgiti, et aerogeel on biolagunev ja pakub erakordset radiaatorjahutust.

Aerogeel ületab 100-protsendiliselt päikesekiirguse peegelduvuse

Jian-Wen Ma, aerogeeli uurimise ja arendamise uuringu esimene autor, ütles Interesting Engineeringule, et materjali peegelduvus on nähtavas spektris 104 protsenti, mis on tingitud fotoluminestsentsi efektist.

Ma selgitas, et peegelduvuse testimiseks kasutati postspektroskoopilist seadet UV/VIS/NIR. Aerogeeli luminestsents pärineb želatiini ja DNA tihedalt siduvast võrgustikust, mis võimaldab kromoforidel kokku tulla ja süsteemi mittekiirgavaid hüppeid pärssida.

Lihtsamalt öeldes on jahutusmaterjalil võime peegeldada suures koguses päikesevalgust tänu oma erilise kihilise disaini ja ainulaadse valguse käes helendamise tõttu.

Lisaks sellele, et materjal on biolagunev, on see ka parandatav ja taaskasutatav, pakkudes keskkonnasõbralikku alternatiivi traditsioonilistele jahutusmaterjalidele.

Biolagunev jahutusmaterjal biomassist

Aerogeelid on valmistatud biomassist koosnevast toorainest – želatiinist ja DNAst, millel on suurepärane parandatavus, taaskasutatavus ja biolagunevus. Ma märkis, et see on keskkonnasõbralik jahutusmaterjal.

Materjal on valmistatud biomassist lähtematerjalist, kasutades protsessi, mida nimetatakse veekeevituseks. See võib kõrge päikesekiirguse korral jahutada ümbritsevat temperatuuri 16 kraadi ja on nii parandatav kui ka biolagunev.

Ma selgitas, et želatiin ja DNA kujundati sol-geeli meetodil läbi külmkuivatamise protsessi, et saada struktuuriliselt homogeenne aerogeel. Aerogeeli mitmeastmeline kihiline struktuur võimaldab mitmekordset valguse hajutamist/peegeldumist, mis tõhusalt parandab päikesekiirguse peegelduvust.

See uus lähenemine püüab ületada tavapäraste külmutussüsteemide väljakutseid, mis tarbivad rohkem energiat ja eritavad rohkem kasvuhoonegaase. Biopolümeermaterjalide kasutamine tagab pikaajalise stabiilsuse ja minimaalse keskkonnamõju.

Biolagunevus looduslikus keskkonnas

Jahutusmaterjali testiti edukalt erinevates ilmastikutingimustes, näiteks päikeselise ja pilvise ilmaga. Lisaks saab biomassist aerogeeli biolagundada looduslikus keskkonnas mikroorganismide poolt.

Aerogeeli taaskasutamine on võimalik läbi kõrgel temperatuuril lahustamise, taasgeelistamise ja külmkuivatamise protsessi.

Teadlased uurivad nüüd aerogeeli potentsiaalseid praktilisi rakendusi erinevates tööstusharudes. Ma märkis, et aerogeeli kasutamine erinevates tööstusharudes võib esitada unikaalseid väljakutseid, kuid nad on kindlad, et neid väljakutseid saab lahendada edasiste uuringute ja katsetustega.

Changyu Shen ja Xianhu Liu rõhutasid avalduses, et passiivne radiaatorjahutus on oluline innovatsioonistrateegia energiasäästu püüdlustes. Kuid on oluline mitte unustada selle lähenemisviisi keskkonnamõjusid. Biopolümeeridel põhinevate radiaatorjahutusmaterjalide kasutuselevõtt on üks viis keskkonnareostuse vähendamiseks.

Uuring avaldati ajakirjas Science.

Allikas: Interesting Engineering

Tagasi üles