Группа китайских ученых под руководством профессора Чжоу Яна из Юго-Восточного университета создала принципиально новый строительный материал. Вдохновившись слоистой структурой растительных стеблей, был разработан цементно-гидрогелевый композит с уникальными свойствами.
Материал демонстрирует коэффициент Зеебека -40,5 мВ/К, что в десять раз превышает показатели обычных термоэлектрических цементов. Такой прорыв стал возможен благодаря особой многослойной структуре, где чередуются традиционный цемент и гидрогель на основе поливинилового спирта.
Биодизайн цементно-гидрогелевого термоэлектрического композита
Ключевая инновация заключается в решении проблемы низкой подвижности ионов в плотной цементной матрице. Гидрогелевые прослойки служат "скоростными магистралями" для гидроксид-ионов, в то время как границы раздела между слоями специально спроектированы для избирательного удержания ионов кальция. Этот дисбаланс создает мощный термоэлектрический эффект.
Уникальность разработки не ограничивается генерацией энергии. Многослойная структура одновременно выполняет функцию накопителя, что открывает перспективы создания самодостаточных строительных конструкций. Теоретически, тротуары из такого материала смогут питать уличное освещение, а мосты – обеспечивать энергией системы мониторинга своего состояния.
Разработка особенно актуальна в контексте глобальных усилий по сокращению углеродного следа строительной отрасли. Хотя технология пока находится на стадии лабораторных испытаний, ее потенциал трудно переоценить. В перспективе такие "умные" строительные материалы могут коренным образом изменить подход к энергоснабжению городских объектов, делая их более автономными и экологичными.