Salutan kaca revolusioner menjanjikan penjimatan tenaga yang besar dengan mengurangkan kehilangan haba semasa bulan sejuk. Bahan inovatif ini membentuk lapisan yang lasak dan telus yang mengatasi salutan rendah emisitiviti sedia ada dan mempunyai pelbagai potensi aplikasi.
Penyelidik dari Universiti Rice, Universiti China Hong Kong dan rakan usaha sama mereka telah membangunkan salutan kaca inovatif yang boleh mengurangkan bil tenaga dengan ketara dengan menghalang kehilangan haba semasa bulan yang lebih sejuk.
Kejayaan itu, diterbitkan dalam Bahan Termaju, melibatkan filem lutsinar yang dibuat dengan menganyam karbon ke dalam struktur atom boron nitrida. Filem ini membentuk lapisan tahan lama yang memantulkan haba, menahan calar dan kekal tidak terjejas oleh kelembapan, cahaya UV dan perubahan suhu.
Dalam simulasi, bahan baharu itu meningkatkan penjimatan tenaga sebanyak 2.9% berbanding alternatif sedia ada di bandar cuaca sejuk seperti New York, Beijing dan Calgary.
Dengan lebih 4 bilion kaki persegi tingkap baharu dipasang setiap tahun di Amerika Syarikat, penjimatan ini boleh menjadi besar.
"Walaupun boron nitrida tulen menunjukkan emisiviti yang hampir serupa dengan kaca, apabila anda menambah sedikit karbon ke dalamnya, emisitiviti berkurangan dengan ketara ⎯ dan ini mengubah permainan sama sekali," kata pengarang yang sama Pulickel Ajayan, Rice Benjamin M. dan Mary Greenwood Anderson Profesor Kejuruteraan dan profesor sains bahan dan kejuruteraan nano, dalam satu kenyataan berita.
Salutan beremisi rendah (rendah-E) tradisional mesti diletakkan di bahagian dalam tingkap kerana ia merosot daripada kelembapan dan perubahan suhu.
Walau bagaimanapun, ketahanan salutan baharu membolehkan ia digunakan pada bahagian yang menghadap ke luar, memberikan kelebihan yang ketara.
Untuk mencipta salutan, pasukan menggunakan pemendapan laser berdenyut, teknik menggunakan letupan laser tenaga tinggi untuk menggunakan salutan pada suhu bilik, mengelakkan keperluan untuk haba yang tinggi.
"Dari sudut pandangan sintesis, salutan boron nitrida pada kaca benar-benar menakjubkan dan sangat mengujakan," tambah pengarang utama Abhijit Biswas, seorang saintis penyelidikan di Rice University.
Ajayan juga menekankan kebolehgunaan luas teknik pemendapan suhu rendah kepada bahan lain seperti polimer dan tekstil. Salutan ini berpotensi dihasilkan secara komersil menggunakan kaedah berskala seperti pemendapan wap kimia roll-to-roll, dengan usaha pengoptimuman sedang dijalankan.
"Ini meluaskan ruang aplikasi untuk salutan boron nitrida dengan ketara," tambah Ajayan, sambil menyatakan bahawa boron nitrida adalah lebih murah daripada bahan yang kini digunakan dalam kaca rendah-E komersial.
Ujian dalam keadaan luar mendedahkan kebolehcuacaan yang tinggi salutan, satu perbezaan yang jelas daripada teknologi sedia ada.
"Ketahanan cuaca yang tinggi menjadikannya salutan tingkap E rendah menghadap luar yang pertama, dengan kapasiti penjimatan tenaga yang jelas mengatasi rakan sejawatannya yang menghadap dalam," tambah pengarang yang sepadan bersama Yi Long dari Universiti China Hong Kong. "Ia boleh menjadi penyelesaian yang sangat baik dalam persekitaran yang dibina padat."
Memandangkan kawasan bandar mencari cara untuk mengurangkan penggunaan tenaga, salutan baharu ini boleh menawarkan penyelesaian yang berkesan.
"Tahap ketelusan dan emisitiviti rendah yang menjanjikan menjadikan kaca bersalut dop karbon sebagai pilihan penjimatan tenaga yang kompetitif untuk bandar seperti Beijing dan New York," tambah pengarang bersama Shancheng Wang dari Universiti China Hong Kong, satu lagi penyumbang penting kepada projek itu.
Penyelidikan itu juga termasuk sumbangan daripada Arizona State University, Cornell University dan University of Toronto.
sumber: Universiti Rice