Стыдливая мимоза подсказала идею термочувствительного покрытия
23 июля 2024 года. Россия
Рубрика: Флора и фауна
Вернуться в новостную ленту
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
Трагедия или гармония? Можно ли совместить дальнейшую индустриализацию, рост городов и численности ...
A Thousand Barrels a Second : The Coming Oil Break Point and the Challenges Facing an Energy Dependent World Book DescriptionHow the world’s dizzying consumption of oil is poised to forever change worldeconomies and businesses By the end of 2005, world oil ...