Летняя жара порой создаёт невыносимые условия для нормального существования. Из-за этого многие люди устанавливают в своих домах и офисах кондиционеры. Однако такие устройства тратят много электроэнергии на охлаждение помещений.
По некоторым оценкам, кондиционеры используют примерно 6% всей электроэнергии, произведённой в США. Ежегодно это "удобство" обходится пользователям в 29 миллиардов долларов.
Чтобы сократить расходы, инженеры Массачусетского технологического института (MIT) разработали новую плёнку для окон, которая поможет спастись от жары в солнечные дни.
Сама плёнка напоминает обыкновенную прозрачную пластиковую обёртку, а её теплоотводящие свойства определяются встроенными в материал крошечными микрочастицами.
Микрочастицы сделаны из особого материала, меняющего своё фазовое состояние (он сжимается при повышении температуры выше 30 градусов Цельсия). Микрочастицы напоминают крошечные, прозрачные сферы, которые заполнены водой.
Собственно, плёнка остаётся прозрачной при низких температурах, а повышение температуры (30 градусов Цельсия и выше) стимулирует изменение материала. В результате плёнка приобретает матовость, что ограничивает количество проходящего через неё в помещение тепла.
Такие изменения происходят за счёт того, что сферы фактические выдавливают из себя воду и сжимаются в плотные пучки волокон, которые начинают иначе отражать свет.
Это похоже на рыболовную сеть в воде. Каждое волокно, составляющие такую сеть, само по себе отражает определённое количество света, но, поскольку между ними много воды, сеть в воде практически не видно. Но, как только вы убираете (выдавливаете) воду, остаётся только плотная сеть волокон, которые сразу становятся хорошо заметными, проводит аналогию профессор Николас Фан (Nicholas Fang) из MIT.
Чтобы проверить теплоотводящие свойства плёнки, специалисты покрыли небольшие куски стекла новым материалом. Под воздействием тепла имитирующего солнце излучателя плёнка меняла своё состояние и становилась матовой.
Исследователи измерили тепло, проходящее через стекло. Оказалось, что плёнка смогла отвести 70 процентов тепла лампы.
В другом эксперименте учёные также покрыли новой плёнкой небольшую калориметрическую камеру. Без плёнки температура внутри камеры достигала более 38 градусов Цельсия, а с плёнкой – не более 34 градусов Цельсия.
Специалисты говорят, что такая плёнка, нанесённая на окна, сможет пассивно охлаждать здания в летнее время года, пропуская при этом достаточное количество света.
По подсчётам учёных, их разработка сможет снизить расходы на использование кондиционера на десять процентов, если все наружные окна здания будут покрыты такой плёнкой.
Фан отмечает, что материал станет доступной и энергоэффективной альтернативой существующим технологиям "умных" окон.
Результаты работы представлены в научном издании Joule.
Добавим, что ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) уже рассказывали о похожих разработках. Так, американские специалисты создали технологию "умных" окон, которые будут блокировать свет и тепло по мере необходимости.
Также мы сообщали об охлаждающем полимерном покрытии, снижающем температуру любой поверхности, и краске из стекла, которая также защитит помещения от перегрева в солнечные дни.
