Они добавили, что в некоторых частях мира потребление энергии для «поддержания комфортной среды» может превышать 40 процентов от общего объема потребления энергии.
Команда провела испытания кирпичей в Чэнду, субтропической столице провинции Сычуань, где средняя летняя температура превышает 30 градусов по Цельсию (86 по Фаренгейту), а средняя влажность превышает 80 процентов.
Они обнаружили, что аэрогелевые кирпичи имели эффект охлаждения окружающей среды на 5,7 градуса по Цельсию в облачных областях и на 16 градусов под прямыми солнечными лучами. Они даже имели эффект охлаждения на 1,8 градуса между полуночью и восходом солнца.
Аналогичные испытания на большей высоте в Куньмине, столице провинции Юньнань, выявили аналогичный эффект охлаждения днем — от 3,5 до 15 градусов.
«Этот уровень охлаждения окружающей среды является одним из самых высоких среди всех существующих охлаждающих материалов», — заявила группа ученых, добавив, что его потенциал возрастает в тропическом и субтропическом климате.
Исследователи пишут, что хотя аэрогелевые кирпичи могут сохранять свою структуру даже в жарких и влажных условиях, их также можно утилизировать путем захоронения или компостирования.
Материал также можно перерабатывать, растворяя его в горячей воде и перерабатывая в новые кирпичи с помощью процесса сублимационной сушки, при котором степень восстановления составляет почти 100 процентов.
07:08
Тошнота, усталость и даже смерть: что может сделать жара с человеческим организмом
Тошнота, усталость и даже смерть: что может сделать жара с человеческим организмом
Команда заявила, что аэрогель обладает «внутренними фотолюминесцентными» свойствами, то есть он излучает свет после поглощения фотонов солнечного света, что обеспечивает ему «отражение видимого света, превышающее 100 процентов, что обеспечивает значительный охлаждающий эффект».
Исследователи по всему миру изучают возможность использования флуоресцентных частиц в системах охлаждения из-за их способности преобразовывать входящие ультрафиолетовые лучи в видимый свет, который излучается обратно во внешнюю среду.
Чтобы попытаться обойти эту проблему, команда разработала аэрогель — пористый материал, полученный из геля, — используя комбинацию желатина и ДНК, выделенной из спермы лосося.
Химическая реакция, происходящая при смешивании желатина и ДНК, придала материалу естественное флуоресцентное свойство, что увеличило его способность отражать свет.
Он также естественным образом отражает больше входящего света из видимого и ближнего инфракрасного спектра, что во многом объясняет тепловой эффект света.
Смешение этих двух материалов также создало прочные химические связи в сетчатой структуре, которые сыграли «ключевую роль» в обеспечении крупномасштабного производства благодаря своей способности склеиваться и образовывать плотные сварные слои.
Они добавили, что сырье для геля, включая ДНК, может быть «получено исключительно из возобновляемых биологических ресурсов» и может разлагаться естественным образом без использования дополнительных ферментов.
Исследователи также провели моделирование энергопотребления здания и обнаружили, что при использовании в качестве внешнего материала здания экономия может составить в среднем 68,7%.
И хотя для крупномасштабного производства аэрогелей обычно требуется сублимационная сушка с использованием специализированного оборудования, что ограничивает возможности производства в больших масштабах, команде удалось преодолеть эту проблему, разработав кирпичи, которые можно сваривать друг с другом, используя только воду.
Ученые пишут, что эта «водная сварка» привела к образованию химических связей между желатином и ДНК без необходимости энергоемкого нагревания или использования токсичных химикатов.
Аэрогели даже обладают способностью «самозаживления», поскольку разрезы, сделанные в кирпичах, можно смочить и снова заделать, а также «способностью быстрого самозатухания», что обеспечивает защиту от пожара.
По словам команды, после переработки аэрогель «продемонстрировал однородную, ориентированную и непрерывную слоистую структуру, напоминающую структуру аэрогеля до переработки».
Аэрогель, высаженный в почву в Чэнду, разложился на фрагменты за 22 дня, а кирпичи, помещенные в компост, достигли уровня биодеградации 85,5% за 45 дней.
01:53
«Обгореть или задохнуться»: жители Пекина борются с сильной летней жарой
«Обгореть или задохнуться»: жители Пекина борются с сильной летней жарой
Во влажных условиях на открытом воздухе в Чэнду аэрогель смог сохранить стабильность и свою первоначальную форму более года, а для повышения устойчивости к дождю его можно обработать гидрофобными покрытиями.
«Наш аэрогель демонстрирует высокую устойчивость к атмосферным воздействиям, поскольку он противостоит структурной деградации даже при воздействии окружающей водной среды», — пишет команда.
Хотя в качестве источника ДНК для аэрогеля использовался лосось, команда заявила, что их методы подготовки «могут применяться к различным желатиновым материалам и источникам ДНК».
