czwartek, 15 października, 2026
Godzinnik.pl Biznes Polscy naukowcy pracują nad nowymi materiałami do chłodzenia i ogrzewania budynków. Inspiracją...

Polscy naukowcy pracują nad nowymi materiałami do chłodzenia i ogrzewania budynków. Inspiracją jest budowa motyli

Data publikacji:

Polscy naukowcy pracują nad nowymi materiałami do chłodzenia i ogrzewania budynków. Inspiracją jest budowa motyli

Zespół naukowców złożony m.in. ze specjalistów od nanomateriałów, fizyków i zoologów pracuje nad specjalnymi powłokami, które mogą umożliwić zarządzanie ciepłem w budynkach. Ich struktura ma przypominać budowę skrzydeł motyli o ekstremalnie czarnym wybarwieniu oraz niemal białych, które odpowiednio pochłaniają i odbijają światło. Innowacyjny materiał może się sprawdzić nie tylko w zrównoważonym budownictwie, lecz również przykładowo w misjach kosmicznych.

Skrzydła czarnego motyla Troides magellanus pochłaniają światło lepiej niż wiele nowoczesnych materiałów opracowanych przez człowieka – wykazują 98-proc. absorpcję światła widzialnego. Tak wysoki poziom to efekt złożonej mikro- i nanostruktury powierzchni, która działa jak naturalna pułapka na światło. Struktury te odpowiadają także za zdolność silnego odbijania światła słonecznego – w przypadku bardzo białych motyli. Dlatego są kluczowe dla regulacji temperatury ciała tych owadów.

Czytaj więcej: 5 powodów, dla których warto wybrać zegarek Apple do treningów

– Nasz projekt jest inspirowany strukturami, które występują w bardzo czarnych motylach i pająkach. To są bardzo małe struktury występujące na ich powierzchni zewnętrznej. Okazuje się, że to, że one są czarne, to nie jest kwestia pigmentu, tylko właśnie bardzo malutkich struktur. Prowadząc badania nad powłokami nanostrukturalnymi, zobaczyliśmy, że struktury, które w nich występują, są bardzo podobne do tych, które występują w naturze. Stąd wziął się pomysł na projekt – mówi agencji Newseria dr hab. Michał Borysiewicz z Centrum Materiałów Funkcjonalnych Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Mikroelektroniki i Fotoniki (IMIF), kierujący projektem Biotherm.

Specjaliści od nanomateriałów, termoelektryki, fizycy, zoolodzy i eksperci od modelowania optycznego pracują nad nowymi, pasywnymi materiałami grzewczymi i chłodzącymi, które mogą znacząco zmniejszyć zużycie energii w budownictwie. W skład konsorcjum, obok Łukasiewicz – IMIF, wchodzą m.in. Politechnika Warszawska i Uniwersytet Jagielloński.

– Próbujemy się zainspirować przyrodą, aby zrobić takie materiały, które będą użyteczne dla człowieka – wyjaśnia dr hab. Michał Borysiewicz. – Jeżeli zrobilibyśmy – co jest naszym celem – powłoki, które są bardzo czarne oraz bardzo białe, będziemy w stanie pasywnie grzać, pochłaniać ciepło oraz pasywnie chłodzić, czyli odbijać ciepło, co może znaleźć zastosowanie w powłokach stosowanych na budynkach. Realną wartością projektu będzie wytworzenie powłok, które mogą być zastosowane do zarządzania temperaturą budynków w sposób pasywny.

– Nasz materiał na słońcu nie będzie się grzał, bo będzie zaprojektowany w taki sposób, żeby odbijał światło, nie absorbował go – mówi prof. Mariusz Zdrojek z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej.

Projekt ma pozwolić lepiej zrozumieć, jak działa regulacja temperatury u owadów. W jego ramach zostaną zebrane owady o bardzo czarnych i bardzo białych skrzydłach. Następnie naukowcy opiszą ich zachowania i środowisko. Zespół planuje wytworzyć nowe materiały na drodze magnetronowego rozpylania katodowego, aby w taki sposób uzyskać struktury analogiczne do tych występujących u owadów – o takich samych właściwościach optycznych i termicznych.

Eksperci z Politechniki Warszawskiej odpowiadają w projekcie za charakteryzację nowych materiałów – będą badać pochłanianie i odbicie światła w szerokim spektrum, czyli ocenią, jak wyglądają właściwości optyczne danego materiału.

- Reklama -

– Musimy opisać parametrami fizycznymi, jak biały jest materiał biały, który chcemy zrobić, a jesteśmy w stanie to opisać bardzo dokładnie, oraz jak czarny jest materiał, który badamy. Będziemy mogli dzięki temu porównać materiały, które wytworzymy w projekcie, z tymi, które wytworzyła natura, żeby zrozumieć mechanizmy działające w tych materiałach w kontekście oddziaływania ze światłem. Dzięki temu potem poprawimy te parametry, żeby uzyskać jak najbardziej efektywny materiał – wyjaśnia prof. Mariusz Zdrojek.

Finalnie naukowcy planują opracowanie powłok, które zostaną wykorzystane do budowy modułów termoelektrycznych, a następnie przetestowane w warunkach imitujących działanie słońca.

– Chcemy zbadać, czy pokrycie takiego modułu z jednej strony materiałem absorbującym ciepło, czyli bardzo czarnym, a z drugiej strony bardzo białym, odbijającym ciepło, spowoduje wytworzenie w sposób efektywny energii elektrycznej – mówi dr hab. Michał Borysiewicz.

– Pokazaliśmy fizycznymi metodami badawczymi, że dany materiał bardzo dobrze odbija światło słoneczne, widzialne, czyli robi to w bardzo podobny sposób jak skrzydła motyli, które w sposób niemalże doskonały odbijają światło – podkreśla ekspert Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej.

Naukowcy podkreślają, że projekt jest na zbyt wczesnym etapie, by deklarować, co zostanie wdrożone. Widzą w nim jednak duży potencjał do zaimplementowania w codziennym życiu, m.in. w zrównoważonym budownictwie mieszkaniowym czy komercyjnym. Powłoki mogą w przyszłości pokrywać elementy budynków lub urządzeń i częściowo zastępować systemy klimatyzacyjne czy grzewcze o wysokim zużyciu energii, bez potrzeby zasilania zewnętrznego. Badacze oceniają, że zastosowanie bioinspirowanych powłok może prowadzić do istotnych oszczędności energii w budynkach, które odpowiadają za około 40 proc. całkowitego zużycia energii w Unii Europejskiej.

– Wytworzone przez nas materiały bardzo czarne będziemy testować w zastosowaniach optycznych, gdzie powinny wyłapywać światło rozproszone, podnosząc wydajność detektorów, obiektywów kamer i tego typu rzeczy. Myślimy też o stosowaniach w technologii kosmicznej, gdzie materiały czarne pozwolą ogrzewać w naturalny sposób na przykład satelity, a materiały białe pozwolą odbijać światło, żeby chłodzić je przy wystawieniu bezpośrednim na słońce – wymienia dr hab. Michał Borysiewicz. – Materiały białe też mogą się przydać do ogniw słonecznych, żeby odbijać więcej światła z otoczenia i kierować je na ogniwa słoneczne, zwiększając ich sprawność.

Całkowity budżet projektu to ok. 2,2 mln zł. Jest on finansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki w ramach konkursu NCN OPUS.

Źródło: Newseria

NAJNOWSZE INFORMACJE

Telefon wciąż zablokowany, w sieci mnożą się fałszywe tropy. Prokuratura o „dużym problemie” w sprawie Emilii Koprowskiej

Od zaginięcia Emilii Koprowskiej po festiwalu w Darłowie minęło ponad sześć tygodni. Prokuratura w Koszalinie przyznaje, że śledztwo spowalniają nieprawdziwe informacje z internetu, a telefonu 37-latki wciąż nie udało się odblokować. Przypominamy, co wiadomo i jak pomóc w poszukiwaniach.

Pielęgniarki pod kroplówkami, jedna osoba straciła przytomność. Głodówka w szpitalu w Sanoku trwa już tydzień

W szpitalu w Sanoku głoduje około 50 pracowników. Mają jeden postulat: odwołanie dyrektorki. Szpital ma ponad 220 mln zł długu, a załoga od sierpnia dostaje 70 proc. pensji. Ponad 7 godzin rozmów nie przyniosło przełomu. Wyjaśniamy, o co toczy się spór i co mówią obie strony.

Parafianie bronią proboszcza, kuria odpowiada: wyjaśnienia są niepełne. O co chodzi w sporze w Grojcu?

Ks. Józef Zborek przez 29 lat był proboszczem w Grojcu pod Oświęcimiem. Kuria odwołała go za nieprawidłowości przy intencjach mszalnych i spalenie ksiąg, ksiądz mówi, że decyzji nie rozumie. Parafianie protestują. Wyjaśniamy, co mówią obie strony i jakie zasady obowiązują w Kościele.

Najmłodszy zatrzymany ma 11 lat. Fala gróźb wobec szkół nie słabnie, prokuratura mówi jasno: to nie są żarty

Na Lubelszczyźnie zatrzymano 11 osób w wieku od 11 do 21 lat, w Małopolsce 14-latek groził śmiercią koleżankom. W całym kraju policja ma już 183 zatrzymanych. Wyjaśniamy, co grozi za groźby w sieci, także nieletnim, i jak rozmawiać z dzieckiem o tym, co się dzieje.

Ponad 500 zwierząt i pięć osób z zarzutami. Co się dzieje w prywatnym zoo pod Mieroszowem?

Policja i prokuratura weszły do prywatnego ZOO Łączna pod Mieroszowem. Pięć osób usłyszało zarzuty znęcania się nad co najmniej 561 zwierzętami, część zwierząt pojechała do Holandii. Właściciele odpierają zarzuty, a mieszkańcy blokowali transporty. Wyjaśniamy, co wiadomo.

Dwie ciężarówki zderzyły się przed świtem. Nie żyje kierowca, krajowa dziewiątka pod Radomiem zablokowana

W czwartek o świcie w Krzyżanowicach pod Iłżą zderzyły się dwie ciężarówki. Kierowca Volvo zginął na miejscu, 44-latek prowadzący Renault trafił do szpitala. DK9 jest zablokowana, policja wyznaczyła objazdy. Sprawdź, którędy jechać i dlaczego ten odcinek budzi niepokój kierowców.

Sztuczna inteligencja i roboty wchodzą do laboratoriów farmaceutycznych. O sukcesie leków nadal będą decydować ludzie

Laboratoria kontroli jakości (QC) stopniowo przechodzą w kierunku środowiska opartego na sztucznej inteligencji, robotyce, automatyzacji czy też chmurze obliczeniowej – takie wnioski płyną z raportu Deloitte’a „Pharma’s QC lab of the future”.

Już co trzeci Polak inwestuje, kolejne 23 proc. planuje zacząć. Najbardziej gotowi na inwestycje są młodzi i kobiety

Zdecydowana większość, bo aż 77 proc. Polaków ufa swoim finansowym kompetencjom, ale tylko 28 proc. zdecydowało się na inwestowanie. Jednocześnie 23 proc. nie inwestuje, ale chciałoby zacząć.

Polskie start-upy obronne gotowe na globalny rynek. Krajowe firmy szukają szans w Dolinie Krzemowej

Start-upy z Polski tworzące rozwiązania na potrzeby sektora obronnego są gotowe do konkurowania na międzynarodowych rynkach. Zdaniem ekspertów za innowacyjnymi firmami z Polski przemawiają m.in. wykwalifikowane kadry.

W butelce wody znalazł kawałek szkła. GIS ostrzega, popularna woda z Ciechocinka znika ze sklepów

Główny Inspektorat Sanitarny ostrzega przed jedną partią wody KRYSTYNKA 330 ml z Ciechocinka. W butelce znaleziono fragment szkła, producent wycofuje całą partię. Sprawdź numer partii i datę, i dowiedz się, co zrobić, jeśli masz taką wodę w domu.

Zmieniasz bank? Bez jednego wniosku pieniądze z 800 plus mogą utknąć. ZUS przypomina o ważnej formalności

Zmiana konta bankowego oznacza konieczność złożenia nowego wniosku o 800 plus. ZUS ma 30 dni na jego rozpatrzenie. Wyjaśniamy krok po kroku, jak przenieść świadczenie na nowy rachunek, gdzie złożyć wniosek i czego unikać.

Pierwszy mróz na nizinach to dopiero rozgrzewka. Synoptycy wskazują, kiedy przymrozki uderzą mocniej

W Słubicach było -1,2 stopnia, a w Ustce ponad 9 na plusie. Za nami pierwsza mroźna noc tej jesieni na nizinach. Sprawdź, kiedy przymrozki wrócą, czy pod koniec października spadnie śnieg i jak przygotować ogród, auto i dom.

O TYM SIĘ MÓWI

Telefon wciąż zablokowany, w sieci mnożą się fałszywe tropy. Prokuratura o „dużym problemie” w sprawie Emilii Koprowskiej

Od zaginięcia Emilii Koprowskiej po festiwalu w Darłowie minęło ponad sześć tygodni. Prokuratura w Koszalinie przyznaje, że śledztwo spowalniają nieprawdziwe informacje z internetu, a telefonu 37-latki wciąż nie udało się odblokować. Przypominamy, co wiadomo i jak pomóc w poszukiwaniach.

Pielęgniarki pod kroplówkami, jedna osoba straciła przytomność. Głodówka w szpitalu w Sanoku trwa już tydzień

W szpitalu w Sanoku głoduje około 50 pracowników. Mają jeden postulat: odwołanie dyrektorki. Szpital ma ponad 220 mln zł długu, a załoga od sierpnia dostaje 70 proc. pensji. Ponad 7 godzin rozmów nie przyniosło przełomu. Wyjaśniamy, o co toczy się spór i co mówią obie strony.

Parafianie bronią proboszcza, kuria odpowiada: wyjaśnienia są niepełne. O co chodzi w sporze w Grojcu?

Ks. Józef Zborek przez 29 lat był proboszczem w Grojcu pod Oświęcimiem. Kuria odwołała go za nieprawidłowości przy intencjach mszalnych i spalenie ksiąg, ksiądz mówi, że decyzji nie rozumie. Parafianie protestują. Wyjaśniamy, co mówią obie strony i jakie zasady obowiązują w Kościele.