Новое умное кровельное покрытие

Инженеры из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли разработали умное кровельное покрытие, которое сохраняет дома теплыми зимой и прохладными летом без потребления природного газа или электричества. Кровельное покрытие переключается автоматически в зависимости от сезона и температуры воздуха на улице, поддерживая прохладу или тепло внутри помещений.

По словам Цзюньцяо У, ученого, возглавившего исследование, проблема со многими кровельными системами с технологией «холодной крыши», представленными сейчас на рынке, заключается в том, что они продолжают излучать тепло зимой, из-за чего расходы на обогрев помещений возрастают. «Наш новый материал, получивший название «термоадаптивное радиационное покрытие», способствует экономии энергии, автоматически отключая радиационное охлаждение зимой и решая проблему с переохлаждением», — говорит он.

В основе технологии лежит соединение под названием диоксид ванадия (VO2). В 2017 году У и его команда обнаружили, что электроны в диоксиде ванадия ведут себя как металл по отношению к электричеству и при этом как изолятор по отношению к теплу. При температуре ниже 67 градусов C диоксид ванадия также пропускает тепловое инфракрасное излучение. Но как только диоксид ванадия нагревается до температуры выше 67 градусов C, материал переходит в состояние металла и начинает поглощать тепловое инфракрасное излучение. Способность переключаться с одного состояния на другое (в данном случае, с изолятора на металл) является характеристикой так называемых материалов с изменяемым фазовым состоянием.

Цзюньцяо У и его команда создали тонкопленочный компонент с термоадаптивным радиационным покрытием размером 2 х 2 см, чтобы увидеть, как диоксид ванадия будет действовать в кровельной системе. Беспроводной измерительный прибор, установленный на балконе У, постоянно регистрировал реакции образца термоадаптивного радиационного покрытия и образцов коммерческого теплого и белого кровельного покрытия на изменения в прямом солнечном излучении и температуре наружного воздуха.

Подготовка экспериментальной крыши в Ист-Бэй Хиллс Источник: Цзюньцяо У

Измерения показали, что термоадаптивное радиационное покрытие отражает около 75% солнечного света в течение всего года, но излучает большое количество тепла (около 90%) в теплую погоду (выше 25 градусов C), выпуская его в атмосферу. Исследователи утверждают, что излучение тепла термоадаптивным радиационным покрытием автоматически переключается на низкий уровень в более прохладную погоду, что способствует предотвращению поглощения солнечного излучения и обогреву помещений.

Исследовали обнаружили, что новое умное кровельное покрытие превосходит другие существующие покрытия по экономии энергии в 12 из 15 климатических зон, особенно в регионах с большими перепадами температур в дневное и ночное время, а также в зимний и летний период. Если установить термоадаптивное радиационное покрытие, среднестатистическое домашнее хозяйство в США сэкономит до 10% электроэнергии.

Исследователи планируют разработать прототипы термоадаптивного радиационного покрытия больших масштабов для дальнейших испытаний его характеристик в практическом использовании. Говорят, что термоадаптивное радиационное покрытие также обладает потенциалом в качестве теплозащитного покрытия для увеличения срока службы аккумуляторов смартфонов и ноутбуков и защиты спутников и автомобилей от экстремально высоких и низких температур. Его также можно использовать в качестве терморегулирующей ткани для навесов, парников и даже шляп и курток.

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Олифы в самовосстанавливающихся умных покрытиях
Олифы в самовосстанавливающихся умных покрытиях
В новой обзорной статье описывается перспективное применение олиф в самовосстанавливающихся умных покрытиях для защиты от…
02.11.2022
29
Axalta представляет автомобильный цвет 2022 года – Royal Magenta
Axalta представляет автомобильный цвет 2022 года – Royal Magenta
Новый роскошный цвет как отражение главных автомобильных трендов: рост интереса к пурпурным оттенкам, соответствие экологическим…
24.01.2022
439
Прочные, сверхгидрофобные алюминиевые поверхности
Прочные, сверхгидрофобные алюминиевые поверхности
Недавно проведенное исследование было направлено на упрощенное изготовление сверхгидрофобных алюминиевых поверхностей с повышенной коррозионной стойкостью…
06.03.2022
394
Антибактериальные покрытия на основе хитозана
Антибактериальные покрытия на основе хитозана
Ученые представили новый способ получения антибактериальных нецитотоксичных покрытий для применения в медицинских устройствах. Хитозан представляет…
13.09.2022
58
Найти и обезвредить: проблемы с электролитом химического никелирования
Найти и обезвредить: проблемы с электролитом химического никелирования
Химическое никелирование – автокаталитический процесс, основанный на реакции химического восстановления ионов никеля при их осаждении…
Сударшан Лал, доктор наук
12.07.2018
5738
Покрытие будущего для тканей медицинской и спортивной одежды
Покрытие будущего для тканей медицинской и спортивной одежды
Ученые из Университета Британской Колумбии разработали недорогое, нетоксичное покрытие практически для любых тканей, снижающее заразность…
16.03.2022
390
Высокоэффективная система покрытий на водной основе
Высокоэффективная система покрытий на водной основе
Компания PetrolValves Group выбрала систему покрытий на водной основе от итальянской компании Ti.Pi.Ci. Technology in…
Марко Трентини
14.03.2022
256
Процесс химического никелирования в производстве печатных плат
Процесс химического никелирования в производстве печатных плат
В статье описан способ усовершенствования технологии ENIG покрытия, широко используемого в производстве печатных плат, но…
Гаврилин Г.О
03.11.2020
473
Повышение долговечности покрытий для древесины при наружном применении
Повышение долговечности покрытий для древесины при наружном применении
Добавление светостабилизатора в покрытие, которое наносится на древесную подложку, обеспечивает двойной эффект.
Доктор Мухсин Кануни, Жан-Ив Десрат
12.08.2020
151