สีระบายอากาศ เลียนแบบระบบขับเหงื่อ ลดอุณหภูมิในอาคารโดยไม่ใช้ไฟฟ้า

นักวิจัยพัฒนาสีเคลือบผิวอาคารที่สามารถ “ขับเหงื่อ” หรือระบายความร้อนได้เหมือนกับผิวหนังมนุษย์ จึงช่วยระบายความชื้นและลดอุณหภูมิภายในอาคารโดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้า

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยนันยางเทคโนโลยี (Nanyang Technological University - NTU) ประเทศสิงคโปร์ ได้พัฒนานวัตกรรมสีเคลือบผิวอาคารที่สามารถระบายความร้อนและลดอุณหภูมิภายในอาคารโดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้า งานวิจัยนี้เปิดแนวทางใหม่ของการพัฒนาวัสดุก่อสร้างอัจฉริยะที่ตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม และการเผชิญกับวิกฤตด้านภูมิอากาศ

นวัตกรรมสีที่เรียกว่า CCP-30 นี้ เป็นสีชนิดหนึ่งที่ผลิตจากซีเมนต์สำหรับทาภายนอกอาคาร ซึ่งมีกลไกการทำความเย็นแบบองค์รวม โดยรวมเอาคุณสมบัติการสะท้อนแสงอาทิตย์ การแผ่รังสีความร้อน และการระเหยของน้ำเข้าไว้ด้วยกันอย่างชาญฉลาด สีสามารถสะท้อนรังสีความร้อนจากดวงอาทิตย์ได้สูงถึง 88-92% ในขณะเดียวกันก็สามารถแผ่รังสีความร้อนที่ดูดซับไว้ภายในออกไปได้มากถึง 95% ในรูปของรังสีอินฟราเรด คุณสมบัติเหล่านี้ช่วยลดปริมาณความร้อนที่เข้าสู่ตัวอาคารได้อย่างมหาศาล ทำให้ภายในอาคารเย็นสบายขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

จุดเด่นของสี CCP-30 คือความสามารถในการ "ขับเหงื่อ" ซึ่งเป็นกลไกที่เลียนแบบการทำงานของผิวหนังมนุษย์ สีมีโครงสร้างที่มีรูพรุนพิเศษ โดยมีพื้นฐานมาจากเจลแคลเซียมซิลิเกตไฮเดรต (C-S-H) ที่ถูกปรับปรุงโครงสร้างในระดับนาโน เพื่อเพิ่มความสามารถในการดูดซับและกักเก็บน้ำจากฝนหรือความชื้นในอากาศได้มากถึง 30% ของน้ำหนักตัว เมื่ออุณหภูมิภายนอกสูงขึ้น น้ำที่ถูกกักเก็บไว้ภายในรูพรุนของสีจะค่อยๆ ระเหยออกไปในรูปของไอน้ำ การระเหยนี้จะดูดซับพลังงานความร้อนจากพื้นผิวอาคาร ทำให้เกิดการทำความเย็นแบบระเหย (Evaporative Cooling) ซึ่งเป็นหลักการเดียวกับการที่ร่างกายมนุษย์ขับเหงื่อเพื่อระบายความร้อนออกไปจากร่างกาย

นวัตกรรมสีระบายอากาศนี้ไม่ได้เป็นเพียงแค่การเพิ่มความสบายในอาคาร แต่ยังเป็นก้าวสำคัญในการต่อสู้กับปัญหาการใช้พลังงานที่สูงขึ้นและความร้อนในเมือง การทำความเย็นภายในอาคารคิดเป็นสัดส่วนกว่า 60% ของการใช้พลังงานในอาคารทั้งหมด การนำสี CCP-30 มาใช้สามารถลดการใช้ไฟฟ้าสำหรับเครื่องปรับอากาศได้ถึง 30-40%

จากการทดสอบนำร่องในสิงคโปร์ และจากการจำลองสถานการณ์การประหยัดพลังงานตลอดทั้งปีในบ้าน 4 ชั้นทั่วไปภายใต้สภาพอากาศของสิงคโปร์ พบว่าสีนี้ช่วยประหยัดพลังงานได้อย่างสม่ำเสมอประมาณ 34% ซึ่งเป็นการประหยัดพลังงานที่สูงกว่าสีระบายความร้อนเชิงพาณิชย์ถึง 10 เท่าตัว การประหยัดพลังงานนี้ส่งผลโดยตรงต่อการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนและลดภาระต่อระบบโครงข่ายไฟฟ้า

สี CCP-30 ยังมีส่วนผสมของอนุภาคนาโนที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการสะท้อนแสงและเพิ่มความแข็งแรงของสี นอกจากนี้ยังมีการเติมพอลิเมอร์และเกลือในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการช่วยกักเก็บความชื้นไว้ในโครงสร้างของสี และยังช่วยป้องกันการแตกร้าวของสีเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้สีสามารถคงสภาพสีขาวและคุณสมบัติในการระบายความร้อนได้อย่างต่อเนื่องและยาวนาน จากการทดสอบพบว่าสีนี้ยังคงรักษาคุณสมบัติการสะท้อนแสงได้ดีเยี่ยม แม้ในสภาวะที่เปียกชื้นก็ตาม และยังคงความขาวเหมือนเดิมได้นานถึงสองปี

ศักยภาพของสีระบายอากาศนี้ยังเป็นแนวทางที่มีประสิทธิภาพในการลดปรากฏการณ์เกาะความร้อนในเขตเมืองหนาแน่น ซึ่งจะช่วยบรรเทาความร้อนสะสมในเมืองใหญ่ สีระบายอากาศนี้ยังเป็นทางออกที่สำคัญสำหรับประเทศกำลังพัฒนาที่ไม่สามารถเข้าถึงเครื่องปรับอากาศที่มีราคาแพงได้ แต่สีระบายอากาศนี้มีต้นทุนต่ำ ทนทาน และความสามารถในการปรับขนาดการผลิต ทำให้ CCP-30 กลายเป็นทางเลือกในการจัดการกับอุณหภูมิที่สูงขึ้นและความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก

เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร

ที่มาข้อมูล: newatlas, popsci, anthropocenemagazine, sciencenews
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech