Стыдливая мимоза подсказала идею термочувствительного покрытия

Стыдливая мимоза подсказала идею термочувствительного покрытия

Резкие перепады температур не только повышают риски для здоровья метеочувствительных людей, но и приводят к росту стоимости энергии на кондиционирование и обогрев помещений. Снизить такие расходы иногда помогают материалы для пассивного нагревания или охлаждения. В простейшем варианте это может быть белая краска, отражающая часть солнечных лучей. Другие покрытия, наоборот, рассеивают лишнюю энергию, отдавая её в окружающую среду.

Совместить эти две возможности, как иногда требуется в силу резких изменений погоды, предложили китайские учёные. Идею необычной структуры, которая способна одновременно и к охлаждению, и к согреванию, им подсказала мимоза. Название этого растения недаром стало синонимом стыдливой недотроги: при прикосновении к листьям они сворачиваются. Специалисты решили использовать такие же сворачивающиеся элементы, чтобы менять охлаждающее покрытие на согревающее — и обратно.

Основой структуры стали элементы, меняющие форму. Они сложены из двух слоев: слоя прозрачного полимера, устойчивого к нагреванию и охлаждению, и слоя полимеров, которые при изменении температуры сжимаются или расширяются. Это позволяет элементам сворачиваться или разворачиваться в зависимости от температуры окружающего воздуха. Далее учёные добавили к ним слои, предназначенные для выполнения полезной задачи — поглощать или рассеивать энергию.

В результате вся многослойная структура сворачивается на холоде, оставляя на поверхности тёмный обогревающий слой. А при увеличении температуры разворачивается, открывая все больше отражающего слоя, который поглощает видимое излучение и отдаёт его в инфракрасном диапазоне. Это позволяет эффективно охлаждаться и не нагревать при этом ни воздух, ни соседние участки, покрытые новым материалом-«мимозой», который такие фотоны не поглощает.

Разумеется, что разработка стала лишь первым шагом на пути к созданию полноценных промышленных решений. Однако уже сегодня полученный учёными прототип в «согревающем режиме» поглощает до 73% энергии падающего солнечного света, а в «охлаждающем режиме» — всего 35%. При этом структура перенесла 500 циклов сворачивания и разворачивания без каких-либо видимых повреждений и почти без расслоений. Учёные надеются на массовое появление таких покрытий в ближайшие годы.

Вернуться в новостную ленту

Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей
В учебном пособии обобщены данные по организации и проведению ...

Japan’s Beach Erosion: Reality and Future Measures (Advanced Series on Ocean Engineering)
Beaches in Japan have been eroding since the 1970s as a result of the artificial land alterations. Approximately 3000 fishing ports and 1000 ...

Экологическая токсикология природных популяций птиц и млекопитающих Севера
В монографии подробно проанализированы направленность и сила влияния ...