USA: Naukowcy z University of Chicago zaprojektowali materiał budowlany, który zmienia kolor promieniowania podczerwonego i ilość pochłanianego lub emitowanego ciepła w zależności od temperatury zewnętrznej.
W upalne dni materiał może emitować do 92% zawartego w nim ciepła podczerwonego, pomagając schłodzić wnętrze budynku. Jednak w chłodne dni materiał emituje tylko 7% promieniowania podczerwonego, co pomaga w utrzymaniu ciepła w budynku.
„Zasadniczo wymyśliliśmy niskoenergetyczny sposób traktowania budynku jak istoty ludzkiej; dodaje się warstwę, gdy jest zimno i zdejmuje warstwę, gdy jest gorąco” – powiedział profesor nadzwyczajny Bo Chun Hsu, który kierował badania na uniwersytecie Pritzker School of Molecular Engineering (PME). Inteligentne materiały pozwalają nam utrzymać temperaturę w budynku bez ogromnych ilości energii”.
Naukowcy zaprojektowali niepalny elektryczny materiał budowlany, który ma powłokę, która może przybierać dwie formy: litej miedzi, która zatrzymuje większość ciepła podczerwonego, lub roztworu wodnego, który emituje promieniowanie podczerwone. W dowolnej wybranej temperaturze roboczej urządzenie może zużywać niewielką ilość energii elektrycznej do indukowania chemicznego przejścia między stanami poprzez osadzanie miedzi w cienkiej warstwie lub usuwanie tej miedzi.
W nowym artykule opublikowanym w zrównoważony rozwój przyrody, Naukowcy szczegółowo opisują, w jaki sposób urządzenie może szybko i odwracalnie przełączać się między stanem metalu i cieczy. Wykazali, że zdolność przełączania się między dwiema formami pozostaje skuteczna nawet po 1800 cyklach.
Następnie zespół stworzył modele pokazujące, w jaki sposób ich materiały mogą obniżyć koszty energii w typowych budynkach w 15 różnych miastach USA. Zgłaszają, że w przeciętnym budynku komercyjnym energia elektryczna wykorzystywana do wywołania zmian elektrycznych w materiale stanowiłaby mniej niż 0,2% całkowitego zużycia energii elektrycznej w budynku, ale mogłaby zaoszczędzić 8,4% rocznego zużycia energii przez budynek HVAC.
„Kiedy przełączasz się między stanami, nie musisz zużywać więcej energii, aby pozostać w każdym ze stanów” – powiedział Hsu. „Tak więc w przypadku budynków, w których nie trzeba bardzo często przełączać się między tymi stanami, naprawdę zużywa bardzo mało energii elektrycznej”.
Jak dotąd grupa Hsu wykonała tylko kawałki materiału o średnicy około 6 cm. Wyobrażają sobie jednak, że wiele z tych plam materii można połączyć w większe arkusze. Mówią, że materiał można również modyfikować, aby używać różnych niestandardowych kolorów – faza wodna jest półprzezroczysta i można za nią umieścić prawie każdy kolor bez wpływu na jej zdolność do pochłaniania promieniowania podczerwonego.
Naukowcy badają teraz różne sposoby wytwarzania materiału. Planują również zbadać, w jaki sposób przydatne mogą być pośrednie stany materii.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
