Новое покрытие-хамелеон изменит способ обогрева и охлаждения зданий

Когда лето сменяется осенью, многие люди выключают кондиционеры и включают обогреватели. Однако традиционные системы отопления и охлаждения требуют больших затрат энергии, а поскольку они, как правило, работают на ископаемом топливе, то не являются экологичными.

Теперь, подражая хамелеону, обитающему в пустыне, группа исследователей, опубликовавшая доклад в журнале ACS Nano Letters, разработала энергоэффективное и экономичное покрытие. Этот материал может сохранять прохладу в зданиях летом и тепло зимой без дополнительных затрат энергии.

Многие обитатели пустынь имеют специальные приспособления, позволяющие им выживать в суровых условиях с большими суточными перепадами температур. Например, хамелеон намакуа, обитающий на юго-западе Африки, меняет свой цвет, чтобы регулировать температуру тела в зависимости от условий. В жаркую погоду они становятся светло-серыми, отражая солнечный свет и сохраняя прохладу, а после похолодания приобретают темно-коричневый цвет, поглощая тепло. Эта уникальная способность является примером пассивного регулирования температуры в естественных условиях — явление, которое может быть использовано для создания более энергоэффективных зданий. Однако многие системы, такие как охлаждающие краски или цветные стальные плитки, предназначены только для поддержания в зданиях либо прохлады, либо тепла, и не могут переключаться между «режимами». Вдохновленные хамелеоном Namaqua, Фуцян Ванг (Fuqiang Wang) и его коллеги хотели создать покрытие, меняющее цвет и адаптирующееся к колебаниям внешней температуры.

Для создания покрытия ученые смешали термохромные микрокапсулы, специализированные микрочастицы и связующие вещества, образовав суспензию, которую распылили или нанесли кистью на металлическую поверхность. При нагревании до 68 градусов по Фаренгейту поверхность начинала менять цвет с темного на светло-серый. При достижении температуры 86 градусов светлоокрашенная пленка отражала до 93% солнечного излучения. Даже при нагреве свыше 175 градусов в течение целого дня материал не проявлял никаких признаков повреждения. Далее команда исследователей протестировала его наряду с тремя традиционными покрытиями — обычной белой краской, краской для пассивного радиационного охлаждения и синей стальной плиткой — в ходе испытаний на открытом воздухе на миниатюрных зданиях размером с конуру в течение всех четырех сезонов.

  • Зимой новое покрытие было немного теплее, чем система пассивного радиационного охлаждения, хотя в более теплых условиях оба покрытия поддерживали схожую температуру.
  • Летом новое покрытие было значительно холоднее, чем белая краска и стальная плитка.
  • Весной и осенью новое покрытие оказалось единственной системой, способной адаптироваться к резким колебаниям температуры, переключаясь с нагрева на охлаждение в течение дня.

По мнению исследователей, такая система, меняющая цвет, может сэкономить значительное количество энергии для регионов с несколькими сезонами, при этом она недорога и проста в изготовлении.

20.09.2023


Подписаться в Telegram



Хайтек

Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности

Ученые из Санкт-Петербургского государств...

MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+
MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+

Инженеры из MIT придумали, как сдела...

Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры
Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры

Сотрудники лаборатории 3D-печати функциональны...

Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов
Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов

Ученые Томского политехнического университета ...

Свет из земли: как глина превратилась в дисплей
Свет из земли: как глина превратилась в дисплей

Мир дисплеев скоро изменится благодаря новым м...

В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии
В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии

В Национальном исследовательском ядерном униве...

Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям
Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям

Комментирует профессор Майя Вергниори, которая...

Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов
Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов

Катайский насосный завод, который находится в&...

Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»
Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»

Исследователи из Томского политехническог...

Science Advances: Ученые сумели подключить электроды к клеткам
Science Advances: Ученые сумели подключить электроды к клеткам

Исследователям из Университета Линчепинга...

Small Methods: Сублимация кристаллов диарилэтена — контроль над формой
Small Methods: Сублимация кристаллов диарилэтена — контроль над формой

Фотомеханические материалы из фотохромных...

Квантовые датчики обеспечат технологическую революцию к 2045 году
Квантовые датчики обеспечат технологическую революцию к 2045 году

Квантовые датчики находятся в авангарде т...

Стало известно, зачем ЕС инвестирует 24 млн евро в полупроводники
Стало известно, зачем ЕС инвестирует 24 млн евро в полупроводники

Европейский союз предпринимает решительные шаг...

В МИФИ создали интеллектуальную систему контроля работы 3D-принтеров
В МИФИ создали интеллектуальную систему контроля работы 3D-принтеров

Сотрудники Снежинского физико-технического инс...

VCU: Аддитивное производство удешевляет производство магнитов
VCU: Аддитивное производство удешевляет производство магнитов

Новое исследование изменит производство традиц...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Воздух, который делает нас глупее: что наука знает о влиянии загрязнения на мозг
Воздух, который делает нас глупее: что наука знает о влиянии загрязнения на мозг
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Океан Энцелада: жизнь может быть ближе, чем мы думаем, но скрыта от нас
Океан Энцелада: жизнь может быть ближе, чем мы думаем, но скрыта от нас
Гены в режиме ожидания: как клетки решают, кем стать
Гены в режиме ожидания: как клетки решают, кем стать
Жизнь в капле: ученые раскрыли секрет древних протоклеток
Жизнь в капле: ученые раскрыли секрет древних протоклеток
Эволюция в действии: почему одни мушки побеждают вирусы, а другие нет
Эволюция в действии: почему одни мушки побеждают вирусы, а другие нет
Микробы в космосе: как L-серин поможет найти жизнь на Марсе
Микробы в космосе: как L-серин поможет найти жизнь на Марсе
Новый ключ к лечению аритмии: сделано открытие, которое изменит кардиологию
Новый ключ к лечению аритмии: сделано открытие, которое изменит кардиологию
Световая атака: как зеленый свет помогает бороться с коронавирусом и энцефалитом
Световая атака: как зеленый свет помогает бороться с коронавирусом и энцефалитом
23 мышцы, которые меняют все: создана новая модель для лечения боли
23 мышцы, которые меняют все: создана новая модель для лечения боли
Молодые умы и большие деньги: Татарстан выделяет 250 млн рублей на инновации
Молодые умы и большие деньги: Татарстан выделяет 250 млн рублей на инновации
ИИ, которому можно доверять: ACHILLES объединяет технологии, этику и экологию
ИИ, которому можно доверять: ACHILLES объединяет технологии, этику и экологию
700 000 участниц, 11 миллионов фунтов и шанс победить рак
700 000 участниц, 11 миллионов фунтов и шанс победить рак
Блины с пользой: ученые превратили вредный завтрак в суперфуд
Блины с пользой: ученые превратили вредный завтрак в суперфуд
Квантовый щит: физика меняет правила игры в цифровой безопасности
Квантовый щит: физика меняет правила игры в цифровой безопасности

Новости компаний, релизы

На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
ХимБиоПлюс — шанс для школьников всей России
Правительство Республики Казахстан пригласило МИФИ войти в совет по стратегическому партнерству в науке и образовании
Нижегородский ЗГМ провел испытания разработанных по нацпроекту радиопоглощающих материалов
МФТИ подготовил более 140 специалистов в области синхротронных и нейтронных исследований