En ny, superisolerande gel utvecklad av forskare vid CU Boulder kan dramatiskt öka energieffektiviteten hos skyskrapor och andra byggnader, och kanske en dag hjälper forskare att bygga växthusliknande livsmiljöer för kolonister på Mars.

"aerogelen, "som ser ut som en tillplattad plastkontaktlins, är så motståndskraftig mot värme att du kan lägga en remsa av den på handen och en eld ovanpå utan att känna någonting. Men till skillnad från liknande produkter på marknaden, materialet är mestadels genomskinligt.

"Transparens är en möjliggörande funktion eftersom du kan använda denna gel i Windows, och du kan använda den i utomjordiska livsmiljöer, sade Ivan Smalyukh, professor vid institutionen för fysik. "Du kan skörda solljus genom det värmeisolerande materialet och lagra energin inuti, skydda dig från de stora svängningar i temperatur som du har på Mars eller på månen."

Gruppens gel är också billigare att tillverka eftersom den kommer från en ödmjuk början:ölavfall.

Aerogeler består av minst 90 viktprocent gas, Smalyukh förklarade, men deras avgörande särdrag är luft. Deras tunna filmer är gjorda av korsande mönster av fast material som fångar luft inuti miljarder små porer, liknande bubblorna i bubbelplast. Det är den fångstförmågan som gör dem till så bra isolatorer.

"Du skapar ett mycket slingrande nätverk av dessa nanopartiklar som länkar samman i aerogelen, förhindra att värmen går igenom, " sa Smalyukh.

De flesta tillgängliga aerogeler, dock, är ogenomskinliga – ett stort problem om du vill använda dem för att belägga fönster.

För att göra en annan typ av gel, Smalyukh och hans kollegor börjar med den vanliga växten sockercellulosa. Genom att noggrant kontrollera hur cellulosamolekyler länkar samman, teamet kan orientera dem i ett gitterliknande mönster. Mönstret är så enhetligt, han sa, att det låter ljus passera genom obesvärat, ger gelen dess genomskinliga utseende.

Forskare kan tillverka cellulosa genom att tillsätta specialiserade bakterier till ett brett utbud av matavfall. Teamet har kört till bryggerier över Boulder-området för att samla in baljor med ölört, eller spillvätskan som produceras under bryggningsprocessen.

"Så inte bara återvinner vi och räddar detta värdefulla material från att hamna på soptippen, men vi producerar också detta råmaterial billigt, sa Andrew Hess, en Ph.D. student i fysik vid CU Boulder.

Slutprodukten av lagets ansträngningar är en tunn, flexibel film som är ungefär 100 gånger lättare än glas.

Det kan vara särskilt användbart för byggnader i USA. Enligt energidepartementet, ungefär en fjärdedel av energin som går åt till att värma och kyla byggnader i USA går till att kompensera för värmeförlusten genom fönster, potentiellt kosta byggnadsoperatörer miljarder dollar per år.

"Vi föreställer oss en eftermonteringsprodukt som i princip skulle vara en skal-och-stick-film som en konsument skulle köpa på Home Depot, " sa Hess.

Smalyukh och hans kollegor har undersökt partnerskap med fönstertillverkningsföretag och tidigare i sommar, deras projekt utsågs till en av vinnarna av NASA:s iTech-tävling 2018. Denna nationella tävling söker efter jordbunden teknik som en dag kan hjälpa människor att resa till rymden.

"Vår strategi hittills har handlat om fönster, " Sa Hess. "Men, vi ser också att vår teknik möjliggör så många andra applikationer, inklusive smarta kläder, för att isolera bilar och skydda brandmän."