背景

都市部ではコンクリートやアスファルトなど緻密な舗装材が日中に太陽熱を吸収し、夜間に放出することで気温が上昇するヒートアイランド現象が深刻化しています。これを抑制するには、表面温度の上昇を抑え、水分の蒸発による冷却効果を発揮できる材料が求められます。

材料構造と製造法

ロータスセラミックスは、有機繊維を織り交ぜたセラミックペーストを押出成形し、焼成することで孔径が揃った貫通気孔（ロータス根のような構造）を持つ多孔質体です。気孔はマトリックス内の微細気孔と合わせて構成され、毛管力に基づく優れた揚水・蒸散性能を発揮します。

キーメカニズム

• 揚水能：Washburn式に適合する揚水速度を示し、Ptroが提示する有効気孔径で定量評価可能。 

• 蒸散冷却：水を毛管力で吸い上げ、蒸発により表面温度の低下を実現。典型的には乾燥状態に比べ10℃前後の冷却効果が確認されています。

パフォーマンスデータ

• 毛管力による水の吸い上げにより、表面温度は最大で約8.7℃低下（試験条件：材表面温度38℃時）。

• 揚水速度が高く、水が効率的に蒸散するため日中の熱蓄積を抑制。

期待される応用

• 建築の屋根・外壁：都市部のビル表面に適用することで、日中の蓄熱を抑え、夜間も表面冷却が持続しやすい。

• 道路・歩道舗装：交通網に敷設されれば、都市スケールでの気温抑制に寄与可能。

• 複合材料・環境インフラ：他素材との組み合わせで、耐久性やデザイン性を担保しつつ、持続的な冷却性能を付与。

課題と今後

現時点では実フィールドでの長期性能評価や耐久性、気孔構造の均質性の向上が次ステップとして重要です。また、コスト低減や成形技術の最適化、既存インフラへの適用性についても検証が求められます。

論文情報

1. 高揚水性レンコン型多孔質セラミックス材料の作製とその蒸発冷却 効果、日本ヒートアイランド学会論文集 Vol.2 (2007)