Отопление и на охлаждение приходится огромная часть нашего энергопотребления и воздействия на окружающую среду, поэтому важны системы, которые могут пассивно контролировать климат в помещении. Теперь ученые из Стэнфорда создали новый тип краски, которая блокирует проникновение и утечку тепла и может быть окрашена в различные цвета.
Поскольку температура становится все более экстремальной, люди будут чаще уединяться в помещении во время разгар лета и зимы, взрыв кондиционера или обогревателя. Но, к сожалению, эти энергоемкие системы только усугубляют проблему.
Поэтому, чтобы немного снизить давление, ученые работали над материалами и покрытиями, которые могут пассивно нагревать или охлаждать здания или транспортные средства. Некоторые из них отражают солнечный свет, в то время как другие используют радиационное охлаждение для излучения тепла в виде инфракрасных волн в небо.
Для нового исследования команда из Стэнфорда разработала новую краску, которая может значительно блокировать тепло, сохраняя внутреннюю часть помещения. здания теплее или холоднее по мере необходимости, не потребляя так много энергии. А для любителей эстетики, которых могут оттолкнуть светоотражающие супер-белые краски, предлагается множество цветов.
Новая краска состоит из двух слоев. Нижний слой содержит алюминиевые чешуйки, которые отражают до 80% падающего на них инфракрасного излучения, препятствуя проникновению тепла. Поверх этого находится ультратонкий внешний слой, прозрачный для инфракрасного излучения, состоящий из неорганических наночастиц разных цветов. Идея состоит в том, что эту краску можно наносить на внешнюю сторону зданий, чтобы не допускать жары летом, и на внутренние стены, чтобы лучше удерживать тепло в помещении зимой.
Команда протестировала образцы краски в белом, синем, красном, желтом, зеленом, оранжевом, фиолетовом и темно-сером вариантах и обнаружила, что каждый из них примерно в 10 раз лучше отражает высокий средний инфракрасный свет, чем традиционные краски тех же цветов. В лабораторных экспериментах новые краски снизили потребление энергии для нагрева примерно на 36% и для охлаждения более чем на 20%. Затем исследователи провели моделирование многоквартирных домов среднего размера в разных климатических условиях по всей территории США, окрашенных внутри и снаружи новым материалом, и обнаружили, что общее потребление энергии для отопления и охлаждения снизилось примерно на 7,4% за год.
Стойкость красок также была протестирована, и было установлено, что они обладают водоотталкивающими свойствами и не теряют своих свойств после недельного воздействия высоких температур 80 °C (176 °F) или низких температур -196 °С. ° С (-321 ° F). Окружающая среда с высокой и низкой кислотностью также не слишком повлияла на них.
Исследователи говорят, что при дальнейшей настройке новые краски могут стать ключевым инструментом для пассивного контроля климата, уменьшая зависимость от энергоемких Системы HVAC.
Исследование опубликовано в журнале PNAS.
