Наука

Матеріал навчили перемикатися між обігрівом і охолодженням

16 вер•Nauka.ua

--[CDATA[ Китайські матеріалознавці розробили матеріал, який вміє реагувати на температуру навколо та перемикатися між режимами збирання тепла для нагріву та навпаки його відбивання для охолодження. Такий термохромізм, як його назвали вчені, відбувається без жодного зовнішнього джерела енергії, а завдяки полімеру із ефектом пам'яті форми, шари із різними характеристиками якого згортатимуться-розгортатимуться, залежно від температури навколо. Як пишуть вчені у статті, опублікованій у PNAS надихнула їх на роботу мімоза соромлива та гімалайські кролики.

Згортання світловідбивного матеріалу за зниження температури. Quan Zhang et al. / PNAS, 2022

Як охолоджують матеріали?Зараз все більше зусиль матеріалознавці направляють на розробку матеріалів, які могли б зберігати та, навпаки, відводити тепло, щоб знизити кількість використовуваної на обігрівачі та кондиціонери енергії — на традиційні системи теплоконтролю припадає понад 40 відсотків викидів вуглекислого газу. А розумні матеріали могли б виконувати цю роботу пасивно, не вимагаючи додаткової енергії, що знизить шкоду екології.

Сонячний спектр складається з видимого світла (довжина хвилі 400-700 нанометрів) та ближнього інфрачервоного випромінювання (700-2500 нанометрів). І щоб матеріал сприяв охолодженню, він має не просто відбивати видиме сонячне випромінювання, а і випромінювати в інфрачервоному діапазоні, що дозволить охолоджуватися навіть під прямими сонячними променями. Цей же процес можна обернути і на нагрівання, створивши матеріал, який поглинав сонячне випромінювання та майже не випромінював і інфрачервоному діапазоні, виділяючи енергію у вигляді тепла.

Інженери ж з Нанкайського університету, що у Китаї, з огляду на мінливість погоди, вирішили створити такий матеріал, який міг би одночасно забезпечити і охолодження, і нагрівання, змінюючи свої спектральні характеристики залежно від температури навколо.

І навпаки, розгортання шару для відбивання сонячного випромінювання з ростом температури. Quan Zhang et al. / PNAS, 2022

До чого тут кролики?Дослідники надихнулися тим, як гімалайські кролики ]]

Читайте ще