Courtesy of InterestingEngineering

Material Semen Pintar yang Meniru Cara Tubuh Hewan Mengatur Suhu Bangunan

Mengembangkan material bangunan baru berbasis semen yang dapat mengatur suhu secara pasif menggunakan sistem vasculature berisi parafin sebagai phase-change material, sehingga mengurangi kebutuhan energi untuk pemanasan dan pendinginan.

17 Jul 2025, 21.35 WIB

189 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Material baru ini dapat secara pasif mengatur suhu bangunan, mengurangi kebutuhan energi.
Desain saluran yang bervariasi dapat meningkatkan performa termal material.
Penelitian ini membuka jalan untuk pengembangan lebih lanjut dalam efisiensi energi bangunan.

Philadelphia, Amerika Serikat - Para peneliti di Drexel University mengembangkan material semen inovatif yang mampu mengatur suhu bangunan secara pasif. Mereka terinspirasi dari telinga jackrabbit dan gajah yang memiliki jaringan pembuluh darah untuk mengatur panas tubuh. Material ini memiliki saluran kecil berisi parafin yang dapat menyerap dan melepaskan panas saat berubah fase antara padat dan cair.

Parafin yang digunakan memiliki titik leleh sekitar 18 derajat Celsius, cocok untuk iklim dingin. Saat suhu turun, parafin membeku dan melepaskan panas untuk menghangatkan permukaan. Saat suhu naik, parafin mencair dan menyerap panas, menciptakan efek pendinginan. Ini membantu menjaga suhu permukaan dinding, lantai, atau langit-langit lebih stabil.

Berbagai pola saluran diuji, termasuk pola tunggal, paralel, diagonal, dan grid berlian. Pola berlian menunjukkan hasil terbaik, memberikan kekuatan mekanis yang baik sekaligus memperlambat perubahan suhu permukaan sekitar 1 hingga 1,25 derajat Celsius per jam. Material ini tetap kuat meskipun memiliki saluran kosong di dalamnya.

Penambahan agregat halus pada material meningkatkan ketahanannya tanpa merusak sistem saluran parafin. Para peneliti menilai teknologi ini murah dan mudah diproduksi, sehingga potensial untuk membantu mengurangi energi yang dibutuhkan untuk pemanasan dan pendinginan bangunan.

Ke depannya, tim akan menguji variasi bahan phase-change dan desain saluran yang berbeda pada skala lebih besar dan dalam kondisi lingkungan yang beragam untuk memastikan kinerja jangka panjang. Mereka berharap inovasi ini dapat berkontribusi besar pada efisiensi energi bangunan.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/elephant-ears-inspired-cement

Analisis Ahli

Robin Deb

"Penggunaan parafin sebagai PCM sudah terbukti efektif dan dapat disesuaikan untuk berbagai iklim, menjadikan inovasi ini relevan untuk berbagai konteks geografis."

Amir Farnam

"Mengadopsi prinsip sirkulasi darah manusia untuk pengaturan suhu bangunan inovatif, menunjukkan bagaimana alam bisa menginspirasi teknologi yang lebih efisien dan berkelanjutan."

Analisis Kami

"Penggabungan konsep biomimikri dalam material bangunan adalah langkah maju yang sangat menjanjikan untuk solusi pendinginan dan pemanasan pasif. Namun, tantangan terbesar adalah memastikan reproduksi massal dan kestabilan material ini dalam berbagai kondisi lingkungan nyata agar benar-benar dapat diandalkan sebagai solusi jangka panjang."

Prediksi Kami

Bahan bangunan ini akan terus dikembangkan dengan variasi material perubahan fase dan desain kanal yang berbeda, sehingga di masa depan kita akan melihat bangunan lebih efisien secara energi dan mampu mengontrol suhu secara otomatis tanpa perangkat HVAC yang intensif konsumsi energi.