czwartek, 10 września, 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

Ściany pękały od 2009 roku, teraz 44 rodziny są poza domem. Prokuratura wszczęła śledztwo w sprawie bloku na Ursynowie

44 rodziny musiały opuścić blok przy ul. Hirszfelda 2 na Ursynowie, któremu grozi zawalenie. Prokuratura bada, dlaczego mimo ekspertyz i decyzji nadzoru budowlanego przez lata nie wykonano koniecznych napraw.

Uciekał hulajnogą przed radiowozem po Gliwicach. Policjant zagroził 14-latkowi, że o wszystkim powie rodzicom

Radiowóz na sygnałach gonił po Gliwicach 14-latka na hulajnodze elektrycznej rozpędzającej się do 55 km/h. Nastolatka ostatecznie zatrzymano, a o jego losie zdecyduje sąd rodzinny.

Polowali nocą na dziki na wojskowym poligonie. Jeden strzał zabił 21-letniego żołnierza, są wyroki

Myśliwy, który podczas nielegalnego polowania na dziki na poligonie Krzekowo w Szczecinie śmiertelnie postrzelił 21-letniego żołnierza, został skazany na 2 lata i 10 miesięcy więzienia. Jego towarzysz usłyszał wyrok 1 roku i 3 miesięcy.

Dobijał się do izby przyjęć z zawałem serca, drzwi się nie otworzyły. Szpital w Lublinie ukarany, pielęgniarki zwolnione

41-letni pacjent z zawałem serca nie został wpuszczony na izbę przyjęć szpitala w Lublinie, a życie uratowali mu lekarze z placówki oddalonej o 5 km. NFZ nałożył na szpital 30 tys. zł kary, dwie pielęgniarki zwolniono dyscyplinarnie, a sprawę bada prokuratura.

Chciał odlecieć do Gruzji, postawił służbom warunek. Nagła ewakuacja dworca Poznań Główny

23-latek na lotnisku Poznań-Ławica groził, że zdetonuje ładunek w walizce na dworcu Poznań Główny, jeśli nie odleci do Gruzji. Dworzec ewakuowano, a alarm okazał się fałszywy. Mężczyźnie grozi do 8 lat więzienia.

Huk, kurz i przewrócona lokomotywa. Pociąg Intercity wykoleił się po zderzeniu z ciężarówką na Mazowszu

Pociąg IC "Koziołek" z około 115 osobami na pokładzie wykoleił się po zderzeniu z ciężarówką na przejeździe w Sokolnikach Suchych. Zginęła pasażerka, a siedem osób trafiło do szpitali.

Brak miejsca do przechowywania to główny problem mieszkańców Warszawy. IKEA przebudowała pod ich potrzeby sklep w Jankach

Kuchnia jest dla Warszawiaków centrum życia rodzinnego, salon służy przede wszystkim do odpoczynku i przyjmowania gości, a przechowywanie rzeczy to jedno z głównych wyzwań w organizacji mieszkania....

Ucieczka od dolara w stronę fizycznego złota. Banki centralne napędzają globalny popyt

Sierpień przyniósł silne odbicie na rynku złota. W skali miesiąca notowania kruszcu wzrosły o ok. 9,4 proc., choć końcówka miesiąca przyniosła wyraźną korektę, która...

Nauczyciele coraz częściej korzystają z narzędzi AI. Centrum Nauki Kopernik uruchamia dla nich bezpłatny kurs

Z ostatniego badania TALIS, czyli Międzynarodowego Badania Nauczania i Uczenia się, wynika, że w 2024 roku w Polsce niemal połowa nauczycieli klas 5–8 szkół podstawowych korzystała...

Szła na wieczór panieński, nagle poczuła ogromny huk i krew na skroni. Policja weszła do mieszkania 62-latka

39-latka zmierzała na wieczór panieński w gdańskim Przymorzu, gdy pocisk z wiatrówki ranił ją w głowę. Po tygodniu policja zatrzymała 62-latka. W jego mieszkaniu śledczy znaleźli prawdziwy arsenał.

Jaguar rozpadł się na pół, zginął jeden z najbogatszych Norwegów. Prokuratura po roku zamknęła śledztwo

Zabytkowy Jaguar XJS uderzył w drzewo z taką siłą, że rozpadł się na dwie części. Zginął norweski milioner Håkon Olaisen i jego 40-letni polski pasażer. Po ponad roku prokuratura umorzyła śledztwo w sprawie wypadku pod Otwockiem.

Telefony w całej Polsce zawyją w najbliższych dniach. Ruszają testy dronów o zasięgu 1000 km

Siły Zbrojne RP rozpoczynają testy polskich bezzałogowych systemów uzbrojenia zdolnych razić cele oddalone nawet o 1000 km. Przed lotami mieszkańcy otrzymają alerty RCB. Testowane drony polecą bez głowic bojowych.

O TYM SIĘ MÓWI

Ściany pękały od 2009 roku, teraz 44 rodziny są poza domem. Prokuratura wszczęła śledztwo w sprawie bloku na Ursynowie

44 rodziny musiały opuścić blok przy ul. Hirszfelda 2 na Ursynowie, któremu grozi zawalenie. Prokuratura bada, dlaczego mimo ekspertyz i decyzji nadzoru budowlanego przez lata nie wykonano koniecznych napraw.

Uciekał hulajnogą przed radiowozem po Gliwicach. Policjant zagroził 14-latkowi, że o wszystkim powie rodzicom

Radiowóz na sygnałach gonił po Gliwicach 14-latka na hulajnodze elektrycznej rozpędzającej się do 55 km/h. Nastolatka ostatecznie zatrzymano, a o jego losie zdecyduje sąd rodzinny.

Polowali nocą na dziki na wojskowym poligonie. Jeden strzał zabił 21-letniego żołnierza, są wyroki

Myśliwy, który podczas nielegalnego polowania na dziki na poligonie Krzekowo w Szczecinie śmiertelnie postrzelił 21-letniego żołnierza, został skazany na 2 lata i 10 miesięcy więzienia. Jego towarzysz usłyszał wyrok 1 roku i 3 miesięcy.