Ученые разработали материал, который может согревать и охлаждать здания

Использование материала может сделать здания более энергоэффективными.

Ученые разработали пленку, которая меняет цвет, и может переключаться между режимами нагрева и охлаждения. С ее помощью здания могут выбрасывать нежелательное тепло летом и удерживать его зимой, сообщает Scientific american.

Отмечается, что сама по себе пленка тоньше кредитной карты, она потребляет небольшое количество энергии. Но с ее помощью можно повысить энергоэффективность зданий.

Материал использует естественное явление, известное как радиационное охлаждение. Оно заставляет температуру наружного воздуха падать ночью и помогает охлаждать Землю в целом. Все вокруг нас, включая наши тела и здания, постоянно излучает тепло в виде среднего инфракрасного излучения: электромагнитных волн, которые имеют более низкую частоту, чем свет, который вы можете видеть своими глазами.

Если использовать тепловизионную камеру, направленную на Землю, можно увидеть как вся наша планета излучает тепло в космос. Хотя большая часть этого тепла покидает Землю, некоторая часть все еще задерживается парниковыми газами в атмосфере — этого достаточно, чтобы нарушить тепловой баланс планеты и вызвать повышение температуры.

По мере повышения глобальной температуры ученые ищут решения, которые позволили бы максимизировать тепло, выделяемое за счет радиационного охлаждения. Среди этих методов и пленки, которыми можно обернуть конструкции, чтобы они излучали больше тепла. Но во многих регионах мира жарко летом и холодно – зимой.

Это и стало вдохновением для разработки нового материала. Он запускается в режиме охлаждения. Под тонким электрическим проводником находится небольшой резервуар с водой, внутри которой растворены ионы меди. В этом состоянии устройство естественным образом излучает тепло, охлаждая помещение внутри. Затем, когда к слою проводника прикладывают небольшой электрический заряд, растворенная медь оседает на его поверхности, образуя тонкий слой над резервуаром. Поскольку медь излучает очень мало тепла среднего инфракрасного диапазона, которое она поглощает, устройство начинает улавливать тепло. Такие изменения можно производить снова и снова, хотя многократное использование имеет убывающую отдачу: после 1000 циклов как режимы охлаждения, так и нагрева становятся менее эффективными.

По словам ученых, применение такой пленки к зданиям может сохранить 8,4% энергии, которая используется для их обогрева и охлаждения. Здания будут менять цвет: от грязно-белого летом на медно-металлический зимой.