メルボルン大学mohammad Taha博士：ナノインクは建築電子や衣類に応用可能

新しいインクは、ナノテクノロジーを使用して日常環境の温度を制御します。出所：メルボルン大学Mohammad Taha博士

世界初の「相変化インキ」は、建物、家庭、自動車を加熱し、冷却する方法を変えることができます。複雑な「受動気候」制御を実現することができます。すでに開発されており、エネルギー使用と世界の温室効果ガス排出を削減する大きな潜在力を持っています。

Mohammad Taha博士が率いる英国王立化学会『マテリアル・ケミカル』誌に発表された新研究では、ナノテクノロジーを用いて日常環境の温度を制御する概念検証のための「相変化インク」が記録されている。周囲の環境に合わせて調整することで、放射線量によって実現することができます。

Taha博士によると、これらのインクは被覆を開発して受動的な加熱と冷却を実現し、エネルギー創造に依存して温度を調節する必要を減らすことができるという。

「人類は大量のエネルギーを使用して快適な環境を創造し維持している--私たちの建物、住宅、自動車、さらには私たちの体を加熱し、冷却している」とTaha博士は述べた。「再生可能な資源から発生するエネルギーだけに注目して、環境への影響を減らすことはできません。気候変動の影響が現実になるにつれて、私たちが提案するエネルギーソリューションの一部として、エネルギー消費を減らすことも考えなければなりません。私たちのインクを工学的に設計し、周囲の環境に反応させることで、エネルギー支出を削減するだけでなく、温度を制御する補助制御システムの必要性を解消し、これは追加のエネルギー浪費です。"

受動式気候制御は、エネルギーを不必要に消費することなく快適な生活条件を実現するだろう。例えば、冬に快適な暖房を提供するために、建物の外壁に適用されたインクは、昼間により多くの太陽放射線を通過させ、夜間により多くの保温措置を提供して暖かさを維持するために自動的に転換することができます。夏には、太陽や周囲の環境からの熱放射を遮断するバリアを形成することができます。

多機能な「相変化インク」は、塗料や建築材料に積層、スプレー、または追加できる概念検証です。また、極端な環境で体温を調節したり、屈曲可能な回路、カメラ、検出器、ガス、温度センサなどの大規模で柔軟で着用可能な電子機器や衣類を作成するために衣類に組み込むこともできます。

Taha博士は、「我々の研究は、これらのインクを大規模に安価に使用する以前の制限を取り除いた。これは、既存の構造や建築材料が改造できることを意味する。製造業の発展に伴い、これらのインクは5 ~ 10年以内に市場に参入できるようになった。工業界との協力により、世界の気候変動エネルギーの課題を解決するための全体的な方法の一部として、規模を拡大し、既存の技術と新しい技術に統合することができます。この材料の潜在力は、ノートパソコンの電子製品の熱蓄積や自動車のフロントガラスへの熱蓄積を防ぐなど、多くの異なる目的に使用できるため、大きなものです。しかし、この材料の利点は、私たちのニーズに対応するためにその吸熱特性を調整できることです。現在、スマートガラスの製造には異なるタイプの相変化材料が使用されていますが、新しい材料は、よりスマートなレンガと衣料用塗料を設計できることを意味しています。この新しいナノテクノロジーは、既存の建物をより効率的に改造するのに役立ちます。これは環境にとってより有利であり、未来にとっても持続可能である」と述べた。

このブレークスルーは、「相変化材料」の主要成分の1つである酸化バナジウム（VO 2）をどのように修正するかを発見することによって達成された。相変化材料は、圧力下で材料を自己変換するのに十分なエネルギーを作り出すために、熱や電気などのトリガを使用します。しかし、相変化材料は、「相変化」特性を活性化するために、以前は非常に高い温度に加熱される必要があった。

Taha博士は、「我々は、これらの材料がどのように組み合わされているかについての理解を利用して、絶縁体から金属（IMT）への反応をどのようにトリガできるかをテストしている。この場合、材料は基本的にスイッチとして、室温（30〜40 oC）に近い特定の温度を超える熱を阻止している。次のステップは、メルボルン大学の特許研究を生産に移すことに関連する。"