Économies d'énergie / La céramique ultra-blanche inspirée des écailles de coléoptère bat le record de réflexion

La céramique ultra-blanche inspirée des écailles de coléoptère bat le record de réflexion

Alors que le monde continue de se réchauffer, les scientifiques travaillent sur des moyens de refroidir les bâtiments sans utiliser de grandes quantités d’énergie, comme le composite céramique de refroidissement ultra-blanc record développé par des chercheurs de l’Université de la ville de Hong Kong.

C’est ce qu’on appelle un matériau de refroidissement radiatif passif (PRC), et il peut atteindre une réflectivité solaire presque parfaite de 99,6 %, ce qui est un record pour ce type de matériau.

Il est relativement facile et peu coûteux à fabriquer, durable et polyvalent également. L’idée est qu’il puisse être posé sur le toit et les murs d’un bâtiment afin de le maintenir au frais tout seul.

L’équipe à l’origine de la céramique de refroidissement affirme que le matériau est capable d’éliminer plus de 130 watts d’énergie thermique par mètre carré lorsque le soleil est au plus haut, ce qui équivaut à un effet de refroidissement important.

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« Notre céramique de refroidissement atteint des propriétés optiques avancées et une applicabilité robuste », déclare l’ingénieur en mécanique Edwin Tso Chi-yan de la City University de Hong Kong.

Coléoptère CyphochilusLe matériau a été inspiré par le coléoptère Cyphochilus. (Université de la ville de Hong Kong)

Ce matériau s’inspire du coléoptère Cyphochilus, dont le corps est recouvert d’écailles d’un blanc éclatant. Comme les écailles du coléoptère, la céramique utilise une nanostructure dont les pores sont de taille similaire à celle des différentes longueurs d’onde de la lumière solaire, ce qui signifie que la quasi-totalité de celle-ci est réfléchie plutôt qu’absorbée.

Dans le même temps, la céramique atteint une émission thermique élevée dans l’infrarouge moyen de 96,5 pour cent, ce qui signifie que presque toute la chaleur dégagée par un bâtiment peut s’échapper dans l’atmosphère. En bref, le matériau se distingue par sa capacité à renvoyer la lumière du soleil et à permettre à la chaleur de s’échapper, deux éléments contribuant au refroidissement passif.

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Si tout cela n’était pas assez impressionnant, le matériau surmonte également certains problèmes des options PRC existantes, comme une mauvaise résistance aux intempéries. En fait, il peut résister à des températures supérieures à 1 000 °C (1 832 °F). Selon les chercheurs, il a le potentiel de fonctionner sur les bâtiments dans toutes les conditions météorologiques et sous tous les climats.

Une deuxième étude vient également d’être publiée, qui détaille un matériau de verre refroidissant qui, comme la céramique, est très efficace à la fois pour rayonner la chaleur et pour réfléchir la lumière du soleil. Encore une fois, la durabilité et la polyvalence du nouveau matériau sont remarquables.

En fin de compte, cela réduit le besoin de faire fonctionner les climatiseurs tout au long de la journée : en choisissant simplement les bons matériaux pour les surfaces de construction, nous pouvons réduire considérablement la consommation d’énergie et la chaleur intérieure. Le travail sur ces matériaux PRC se poursuit.

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« La beauté de la céramique de refroidissement est qu’elle répond aux exigences à la fois du PRC haute performance et des applications dans des environnements réels », explique Tso.

La recherche a été publiée dans Science.

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Rédigé par : Elodie Ricolm
Bonjour ! Je m'appelle Elodie, j'ai 32 ans et je suis rédactrice web. Passionnée d'écologie, j'aime trouver des astuces pour un quotidien plus respectueux de l'environnement.