Keď sa vonku ochladí, väčšina ľudí automaticky siahne po termostate s cieľom vyhriať izbu či byt na príjemnú teplotu. Len málokto si však uvedomuje, že hlavným problémom nadmerného vykurovania a vysokej ceny za elektrinu je únik tepla. Budovy dnes spotrebujú približne 40 percent celosvetovo vyrobenej energie. Nemalá časť z nej sa stráca cez okná. V zime cez ne uniká teplo von, v lete sa zas interiér zbytočne prehrieva. Vymeniť ich je drahé, a aj keď závesy síce môžu situáciu zlepšiť, z miestnosti „ukradnú“ svetlo a aj výhľad.
Vedci z University of Colorado Boulder však prišli s riešením, ktoré má potenciál výrazne pomôcť s tepelnou izoláciou. Vyvinuli materiál s krkolomným anglickým názvom Mesoporous Optically Clear Heat Insulator, skrátene MOCHI. Na prvý pohľad ide o nenápadný, takmer neviditeľný, silikónový gél, ktorý je z viac než 90 percent tvorený vzduchom. Nie však v podobe veľkých bublín, ale extrémne drobných pórov. Takých malých, že sú neviditeľné aj pre viditeľné spektrum svetla. Nová materiál tak prepustí viac než 99 percent svetla, a navyše dokáže udržať a neprepustiť teplo.
Vzduch ako najlepší izolant
Len pre ilustráciu, tepelný prenos v plynoch funguje trochu ako biliard. Molekuly do seba narážajú a odovzdávajú si energiu. Lenže v MOCHI sú póry také malé, že molekuly vzduchu do seba takmer nenarazia. Neustále narážajú do stien mikroskopických kanálikov, čím sa tok tepla výrazne spomalí.
Práve v tom je rozdiel oproti klasickým aerogélom, ktoré sú známe ako „zamrznutý dym.“ Tie síce tiež skvelo izolujú, no ich póry majú rôzne veľkosti a rozptyľujú svetlo. Preto sú skôr mliečne než číre. MOCHI má štruktúru usporiadanú s takou presnosťou, že svetlo cez póry prejde bez rozptylu.
Laboratórny zázrak, nie hotový produkt
Za vývojom stojí tím fyzikov vedený Ivanom Smalyuchom, ktorý využil samoorganizáciu molekúl podobnú tomu, ako sa v kuchyni oddelí olej od vody. Pomocou „dočasnej kostry“ z povrchovo aktívnych látok vytvorili sieť jemných trubičiek, okolo ktorých sa spevnil silikón. Keď sa pomocné molekuly odstránili a nahradil ich vzduch, zostala dokonale pravidelná pórovitá štruktúra.
Zatiaľ však nejde o materiál, ktorý by bolo možné onedlho nájsť v stavebninách. Jeho výroba je pomalá a prebieha len v laboratóriu. Dobrou správou ale je, že suroviny nie sú drahé a vedci veria, že proces dokážu časom zjednodušiť.
Okná ako aktívna súčasť energetiky
Potenciál MOCHI nekončí pri znižovaní účtov za kúrenie. Priehľadná izolácia otvára dvere aj k novým riešeniam. Napríklad k oknám, ktoré zároveň pomáhajú zachytávať teplo zo slnečného žiarenia a využívať ho na ohrev vody či interiéru. Výpočty naznačujú, že budovy s takýmito oknami by mohli výrazne zvýšiť svoju energetickú efektivitu.
