Başak Nur GÖKÇAM
Dünyadaki binalar küresel enerji tüketiminin yüzde 40’lık payına sahipliğiyle biliniyor. Aşırı tüketim sonucunda ortaya çıkan karbon ayak izinin bu denli yüksek olması, küresel ısınma hızını yavaşlatmak için belirlenen sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşımda kritik rol oynuyor. Bu soruna çözüm geliştirmek ve binalardaki doğal ışığı maksimum seviyeye çıkarmak için kolları sıvayan KIT Mikroyapı Teknoloji Enstitüsü (LTI) araştırmacıları, binalardaki enerji maliyetlerinde tasarruf sağlanması için şeffaf malzeme geliştirmeyi başardı. Geliştirilen malzeme ile güneş ışığı içeri girerken, lotus yaprağı gibi kendini temizleyecek ve ek enerjiye ihtiyaç kalmıyor. Malzemenin, gelecek yıllarda duvar ve çatılardaki cam bileşenlerin yerini alabileceği tahmin ediliyor. Geliştirilen polimer bazlı Mikro Fotonik Çok Fonksiyonlu Meta Malzeme (PMMM), silikondan yapılmış mikroskobik piramitlerden oluşuyor. Söz konusu mikro piramitler yaklaşık on mikrometre boyutunda; bu da saç telinin çapının yaklaşık onda birine denk geliyor. Bu tasarım PMMM filmine çeşitli işlevler kazandırırken, yüksek düzeyde şeffaflığı koruyarak ışık yayılımı, kendi kendini temizleme ve ışınımlı soğutma. Işınımlı soğutmanın önemine vurgu yapan IMT ve LTI Profesörü Bryce S. Richards “Önemli bir özellik olan ışınımlı soğutma, ısıyı dünya atmosferinin uzun dalga kızılötesi iletim penceresinden verimli bir şekilde yayma ve ısıyı evrenin soğuk genişliğine salma yeteneğidir. Bu, elektrik tüketimi olmadan pasif ışınımsal soğutmaya olanak tanır” ifadelerinde bulundu.
6 °C’lik soğutma elde edildi
Laboratuvarda ve açık hava koşullarında, gerçek dış koşullar altında yapılan deneylerde araştırmacılar, malzemenin özelliklerini test etti ve modern spektrofotometri kullanarak ışık geçirgenliğini, ışık saçılımını, yansıma özelliklerini, kendi kendini temizleme yeteneğini ve soğutma performansını ölçtü. Test sonuçları, ortam sıcaklığına kıyasla malzemenin 6°C’lik bir soğutma elde ettiğini gösterdi. Ek olarak malzeme yüzde 95 oranında yüksek bir spektral geçirgenlik veya şeffaflık gösterdi.
Seralarda kullanılırsa verimliliği artırabilir
Camın, tipik olarak yüzde 91’lik bir şeffaflığı olduğunu belirten araştırmacılar, ayrıca camın mikro piramit yapıda gelen güneş ışığının yüzde 73’ünü dağıtması nedeniyle bulanık görünüme neden olduğunu hatırlattı. Çalışmaya ilişkin bilgi veren IMT Grup Lideri RichardGan Huang, “Malzeme çatı ve duvarlarda kullanıldığında, çalışma ve yaşam için aydınlık ancak parlamayan ve mahremiyetin korunduğu iç mekanlara olanak tanıyor. Seralarda yüksek ışık geçirgenliği, fotosentez verimliliğinin yüzde dokuz olduğu tahmin edildiğinden verimi artırabilir. Bu, cam çatılı seralardan daha yüksek. Mikro piramitler aynı zamanda PMMM filmine lotus yaprağına benzer şekilde süperhidrofobik özellikler kazandırır: su damlacıklar halinde boncuklanır ve yüzeydeki kiri ve tozu temizler. Bu kendi kendini temizleme işlevi, malzemenin bakımının kolay ve dayanıklı olmasını sağlar” dedi.
Klimaya olan bağımlılığı azaltabilir
Yeni geliştirilen malzemenin birçok alanda kullanım potansiyeline sahip olduğuna dikkat çeken IMT Grup Lideri RichardGan Huang, “Bu şeffaf malzeme, sürdürülebilir ve enerji tasarruflu mimariye önemli katkı sağlıyor. Malzeme aynı anda güneş ışığının iç mekanlarda kullanımını optimize edebilir, pasif soğutma sağlayabilir ve klimaya olan bağımlılığı azaltabilir. Çözüm ölçeklenebilir ve çevre dostu bina inşaatı ve kentsel gelişim planlarına sorunsuz bir şekilde entegre edilebilir” değerlendirmesinde bulundu.
