Τα μεγάλα τζάμια, παρά τα πλεονεκτήματά τους, αποτελούν μια «κρυφή πληγή» ακόμη και για τα πιο καλά μονωμένα κτίρια, καθώς επιτρέπουν στην υπέρυθρη ακτινοβολία να εισέρχεται και να εξέρχεται ανεμπόδιστα. Μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπούλντερ, παρουσιάζει στο περιοδικό Science μια πιθανή λύση: τον «Μεσοπορώδη Οπτικά Διαυγή Μονωτή Θερμότητας», ή MOCHI.

Πρόκειται για μια διαφανή μεμβράνη που μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιοδήποτε τζάμι, προσφέροντας θερμομόνωση. Ο καθηγητής Φυσικής, Ίβαν Σάμαλιοκ, τόνισε ότι η ανάπτυξη διαφανών μονωτών είναι μια πραγματική πρόκληση, καθώς τα παράθυρα πρέπει να παραμένουν διαφανή ενώ παράλληλα εμποδίζουν την ανταλλαγή θερμότητας.

Το MOCHI θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά τις ανάγκες ψύξης και θέρμανσης των κτιρίων, οι οποίες σήμερα αντιστοιχούν στο 40% της συνολικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

Το MOCHI είναι ένα ζελατινώδες υλικό από σιλικόνη, που περιέχει ένα δίκτυο μικροσκοπικών σωλήνων, λεπτότερων από μια ανθρώπινη τρίχα, οι οποίοι περιέχουν αέρα. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι οι φυσαλίδες αέρα είναι τόσο αποτελεσματικές στην παρεμπόδιση της μεταφοράς θερμότητας, ώστε μια μεμβράνη MOCHI πάχους 5 χιλιοστών θα ήταν αρκετή για να κρατήσει κανείς μια αναμμένη φωτιά στην παλάμη του χεριού του.

Το νέο υλικό είναι παρόμοιο με τα «αεροτζέλ», εξαιρετικά πορώδη υλικά που αποτελούνται κυρίως από αέρα και χρησιμοποιούνται στη θερμομόνωση των ρομπότ της NASA στον Άρη. Όπως το MOCHI, τα αεροτζέλ περιέχουν μικρούς θύλακες αέρα, οι οποίοι όμως είναι κατανεμημένοι τυχαία μέσα στο τζελ και συχνά ανακλούν το φως αντί να το αφήνουν να περνά από μέσα τους, προσδίδοντάς τους μια ημιδιαφανή εμφάνιση. Γι' αυτό, τα αεροτζέλ συχνά αναφέρονται ως «παγωμένος καπνός».

Η δημιουργία του MOCHI ξεκινά με ένα υγρό διάλυμα που περιέχει επιφανειοδραστικά, ουσίες που μειώνουν την επιφανειακή τάση του νερού, διευκολύνοντας τη ροή του. Αυτές οι ουσίες έχουν την τάση να συσσωματώνονται και να σχηματίζουν ίνες, πάνω στις οποίες προσκολλώνται στη συνέχεια μόρια σιλικόνης. Μέσα από μια σειρά βημάτων, οι ίνες επιφανειοδραστικών αντικαθίστανται με αέρα, δημιουργώντας μικροσκοπικούς σωλήνες αέρα που περιβάλλονται από σιλικόνη.

Το τελικό υλικό είναι εξαιρετικά ελαφρύ, καθώς ο όγκος του αποτελείται κατά 90% από αέρα. Απορροφά την υπέρυθρη, θερμική ακτινοβολία, ενώ ανακλά μόλις το 0,2% του εισερχόμενου φωτός, καθιστώντας το εντελώς διαφανές.

Παρόλο που η νέα μεμβράνη δεν είναι ακόμη έτοιμη για εμπορική αξιοποίηση, λόγω της χρονοβόρας και ακριβής διαδικασίας παραγωγής, οι ερευνητές αισιοδοξούν ότι τα εμπόδια θα ξεπεραστούν. Όπως χαρακτηριστικά αναφέρουν, το μέλλον του MOCHI, όπως η θέα από ένα παράθυρο με επίστρωση του νέου θερμομονωτικού υλικού, διαγράφεται λαμπρό.