Новое покрытие для зданий меняет цвет как хамелеон и экономит энергию

Вы когда-нибудь задумывались, почему хамелеоны меняют цвет? Это не просто способ маскировки или общения, но и умный механизм терморегуляции. Один из видов хамелеонов, живущих в пустынях Африки, может становиться светлее или темнее в зависимости от того, какое количество тепла он хочет поглотить или отразить от солнца. Это помогает ему поддерживать комфортную температуру тела без дополнительных затрат энергии.

А что, если бы мы могли использовать этот природный принцип для наших зданий? Можем ли мы создать такое покрытие, которое бы автоматически адаптировалось к изменению климата и сезонов, сохраняя здания прохладными летом и теплыми зимой? И как это повлияло бы на нашу экологию и экономику?

Ответы на эти вопросы искали китайские ученые из Харбинского института технологии. Они разработали новый тип цветоизменяющегося покрытия, которое имитирует свойства хамелеона Намаква. Это покрытие состоит из специальных микрокапсул, которые меняют цвет при нагревании или охлаждении. Когда температура воздуха повышается до 20 градусов Цельсия, покрытие становится светло-серым и отражает большую часть солнечного света. Когда температура опускается ниже этого порога, покрытие темнеет и поглощает больше тепла.

Ученые провели эксперименты с разными видами покрытий, такими как белая краска, охлаждающая краска и стальные плитки, и сравнили их с новым покрытием на моделях зданий в течение года. Оказалось, что новое покрытие обеспечивало самую оптимальную температуру внутри зданий в любое время года. Оно было холоднее других покрытий летом и теплее зимой.

Это означает, что новое покрытие может значительно снизить потребление энергии для отопления и охлаждения зданий, а также уменьшить выбросы парниковых газов. Кроме того, оно просто в производстве и установке, так как можно наносить его на любую металлическую поверхность спреем или кистью. Возможно, скоро мы сможем увидеть, как наши дома и офисы меняют цвет вместе с хамелеонами.

Как работают термохромные микрокапсулы, которые меняют цвет при нагревании или охлаждении?

Термохромные микрокапсулы — это маленькие сферические частицы, которые содержат внутри себя два разных цветных материала, которые реагируют на температуру. Один из них — это твердый воск, который плавится при определенной температуре, а другой — это жидкая краска, которая перемешивается с воском при его плавлении. Когда температура повышается, воск плавится и краска становится видимой, меняя цвет покрытия. Когда температура понижается, воск затвердевает и краска скрывается, возвращая первоначальный цвет.

Какие ограничения или недостатки имеет новое покрытие и как их можно устранить или минимизировать?

Новое покрытие имеет некоторые ограничения или недостатки, которые могут быть улучшены в будущем. Например, оно может работать только на металлических поверхностях, так как они обладают хорошей теплопроводностью. Для других типов поверхностей, таких как дерево или бетон, может потребоваться добавление дополнительных слоев или материалов для усиления эффекта. Кроме того, оно имеет достаточно скромный диапазон цветов — от темного до светло-серого — который может не соответствовать эстетическим предпочтениям некоторых людей. Возможно, в будущем можно будет создать более разнообразные цвета или даже управлять цветом покрытия с помощью электричества или магнитного поля.