Похожие статьи
Когда лето сменяется осенью, многие выключают кондиционеры и включают отопление. Однако традиционные системы отопления и охлаждения энергоемки, а поскольку они обычно используют ископаемое топливо, то не являются экологичными. Теперь группа специалистов, пишущая о нанопокрытиях, разработала энергоэффективное и экономичное покрытие, подражая хамелеону, живущему в пустыне. Этот материал может сохранять прохладу в зданиях летом и тепло зимой без дополнительных затрат энергии.
Многие обитатели пустынь имеют особые приспособления, позволяющие им выживать в суровых условиях с большими суточными колебаниями температуры. Например, хамелеон намакуа, обитающий на юго-западе Африки, меняет свой цвет, чтобы регулировать температуру тела при изменении условий. При высоких температурах эти животные окрашиваются в светло-серый цвет, чтобы отражать солнечный свет и сохранять прохладу, а когда становится холоднее, они меняют цвет на темно-коричневый, чтобы поглощать тепло.
Эта уникальная способность является естественным примером пассивной терморегуляции — явления, которое может быть использовано для создания более энергоэффективных зданий. Однако многие системы, такие как охлаждающие покрытия или цветная стальная облицовка, предназначены только для поддержания прохлады или тепла в здании и не могут переключаться между «режимами».
Вдохновленные хамелеоном Namaqua, Фуцян Ванг и его коллеги хотели создать покрытие, меняющее цвет и адаптирующееся к колебаниям наружной температуры.
Для создания покрытия исследователи смешали термохромные микрокапсулы, специальные микрочастицы и связующие вещества, получив суспензию, которую распылили или нанесли кистью на металлическую поверхность. После нагрева до 68 градусов по Фаренгейту поверхность начинала менять цвет от темно- до светло-серого. Когда температура достигла 86 градусов, светлая пленка отражала до 93% солнечного света. Даже при нагреве свыше 175 градусов в течение всего дня материал не проявлял никаких признаков повреждения. Затем группа исследователей протестировала его вместе с тремя обычными покрытиями — обычной белой краской, краской с пассивным радиационным охлаждением и синей стальной плиткой — в ходе испытаний на миниатюрных зданиях размером с собачью будку в течение всех четырех сезонов.
Зимой новая краска была немного теплее, чем система пассивного радиационного охлаждения, хотя в более теплых условиях обе системы поддерживали одинаковую температуру.
Летом новое покрытие было значительно холоднее, чем белая краска и стальная плитка.
Весной и осенью новое покрытие оказалось единственной системой, которая смогла адаптироваться к сильно меняющимся температурам, переключаясь в течение дня с обогрева на охлаждение.
По мнению исследователей, такая система, меняющая цвет, может сэкономить значительное количество энергии в регионах с несколькими сезонами, оставаясь при этом недорогой и простой в производстве.
Эксклюзивный перевод
О светлом будущем заботятся политики, о светлом прошлом – историки, о светлом настоящем – журналисты.