Вдохновленное хамелеоном покрытие помогает регулировать температуру зданий
Команда ученых вдохновилась способностью хамелеона менять свой цвет в зависимости от погоды. Они изготовили покрытие для зданий из термохромных капсул, которые адаптируются к жарким и холодным условиям с помощью цвета. Эта система может сэкономить много энергии в регионах, где колебания температуры в течение года особенно сильны. Исследование опубликовано в журнале Nano Letters.
При сильном холоде и жаре многие люди используют обогреватели и кондиционеры. Но обычно они работают на ископаемом топливе, запасы которого ограничены. Ученые решили создать такой материал, который будет поддерживать нормальную температуру дома без дополнительной энергии.
Исследователи вдохновились хамелеонами, живущими в пустынях. Как известно, в этих регионах довольно суровые условия — днем жарко, а ночью холодно. Пустынный хамелеон из Юго-Западной Африки меняет свой цвет, чтобы адаптироваться под разную температуру. Днем, в жару, он светло-серый — отражает солнечный свет и сохраняет прохладу. А ночью хамелеон становится темно-коричневым и поглощает тепло.
Чтобы изготовить похожее покрытие, ученые использовали термохромные капсулы. Это микрочастицы, которые меняют цвет в зависимости от температуры. Исследователи добавили связующие вещества и создали суспензию. Ее нанесли на металлическую поверхность. При нагревании до 20 °С металл поменял цвет с темного на светло-серый. Как только температура достигла 30 °С, материал стал отражать около 93% солнечных лучей. Даже при 79 °С на нем не было никаких повреждений. Затем команда сравнила покрытие с тремя старыми: обычной белой краской, синей стальной плиткой и краской с радиационным охлаждением. Эксперимент продолжался в течение всех четырех сезонов на миниатюрных зданиях размером с собачью будку.
Зимой новое покрытие немного теплее, чем радиационное, а летом оно значительно холоднее белой краски и стальной плитки. Весной и осенью термохромная краска стала единственной, которая смогла адаптироваться к резким перепадам температур — она переключалась с обогрева на охлаждение в течение одного дня.
Новый материал простой в изготовлении и относительно бюджетный. По словам ученых, это покрытие может сэкономить много энергии в регионах, где колебания температуры в течение года особенно сильны.