University of Colorado Boulder’da Ivan Smalyukh önderliğinde çalışmalar yapan bir grup araştırmacı, ışık geçirgenliği %99’un üzerinde olan ve mükemmel derecede ısı yalıtımı sağlayan bir malzeme geliştirdi. MOCHI adı verilen aerojel yapısındaki malzeme, büyük levhalar hâlinde üretilebiliyor. Malzemenin, enerji verimliliği yüksek camların üretiminde yararlı olacağı belirtiliyor.
Yapı malzemelerinin ısı yalıtkanlığı onlarca yıldır geliştirilmeye devam ediyor. Bu konuda en geriden gelen malzeme ise pencerelerde kullanılan camlar. Bu durumun temel nedeni hem yüksek ışık geçirgenliğine hem de iyi ısı yalıtım özelliklerine sahip cam malzemeler üretmenin zorluğu. İki ya da üç cam levha içeren çoklu camlar bu soruna bir dereceye kadar çare olsa da pencereler günümüzde binalardaki ısı kaybının en önemli kaynağı olmaya devam ediyor.
Pencerelerin sebep olduğu ısı kaybını azaltmak için öne çıkan malzemelerden biri aerojeller. Gözenekli yapıdaki bu katı malzemelerde sıradan jellerdeki sıvı bileşenlerin yerini hava alır. Aerojeller çok iyi derecede ısı yalıtımı sağlayabilir. Bu malzemelerle ilgili bir sorunsa malzemelerin yapısında bulunan, büyüklüğü nanometre ve mikrometre ölçeğinde değişen gözeneklerin ışığı saçması ve malzemenin ışık geçirgenliğini düşürmesidir. Her ne kadar gözeneklerin büyüklüğünü ayarlayarak ışık geçirgenliğini artırmak mümkün olsa da yakın zamanlara kadar bu ancak ince filmler için başarılabilmiş, pencere camı ölçeğindeki malzemelerde ise mümkün olmamıştı.
Smalyukh ve öğrencileri yeni bir aerojel üretim tekniği geliştirdi. Araştırmacıların polisiloksandan ürettiği aerojellerdeki gözeneklerin büyüklüğü 2-50 nanometre arasında değişiyor.
Bu gözenek boyutu, görünür ışığı saçmak için çok küçük, ısı transferini engellemek içinse yeteri kadar büyük.
Malzeme kalınlığı
3 santimetrenin üzerine çıktığında bile ışık geçirgenliğini korumayı başarıyor. Ölçümler, araştırmacıların MOCHI adını verdiği malzemenin ışık geçirgenliğinin %99’un üzerinde olduğunu gösteriyor. Malzemenin ısıl iletkenliği ise durgun havadan daha düşük. Araştırmacıların hesaplarına göre bir binanın pencerelerindeki sıradan camları MOCHI ile değiştirerek ısı akışını %50 oranında azaltmak mümkün.
Detaylı bilgiye Dr. Amit Bhardwaj ve arkadaşlarının Science’ta yayımladıkları makaleden ulaşabilirsiniz.
