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

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
791
Усовершенствованные свойства полиакрилатных покрытий
Усовершенствованные свойства полиакрилатных покрытий
Включение ионов металлов в полиакрилатное покрытие демонстрирует большой потенциал с точки зрения улучшения его характеристик…
08.03.2022
445
Плазменная обработка для подготовки пластмасс и композитов к нанесению УФ-отверждаемых порошковых покрытий
Плазменная обработка для подготовки пластмасс и композитов к нанесению УФ-отверждаемых порошковых покрытий
Определение адгезии - это первое количественное испытание, позволяющее оценить эксплуатационные характеристики материала покрытия, независимо от…
Майкл Ф. Кноблаух,Кевин М. Отто
16.11.2020
388
Применение метода анодного растворения металлов для электролитов серебрения и золочения
Применение метода анодного растворения металлов для электролитов серебрения и золочения
В основу приведенной методики легли эксперименты наших специалистов на одном из предприятий Украины. Простая, с…
В.М. Данилюк, А.И. Агеев
21.08.2018
1282
Преимущества современной робототехники при упрочнении бамперов автомобилей Maserati
Преимущества современной робототехники при упрочнении бамперов автомобилей Maserati
Оценки в области робототехники лишь отчасти обнадеживают: в своем предварительном отчете о мировой робототехнике Международная…
Моника Фумагалли
13.10.2020
333
Латексы без ПАВ в качестве связующих для красок
Латексы без ПАВ в качестве связующих для красок
В недавнем исследовании латексы, не содержащие поверхностно-активных веществ, стабилизировали стиролсульфонатом натрия для использования в качестве…
01.03.2022
514
Прямая металлизация изделий из пластика
Прямая металлизация изделий из пластика
Новое сочетание осаждения погружением меди и автокаталитического осаждения оксида меди (I) позволяет снизить концентрацию палладия…
Константин Шварц, Джозеф Арнольд
29.04.2021
440
Новое покрытие содержащее красители из красной питайи
Новое покрытие содержащее красители из красной питайи
Исследование демонстрирует применение беталаинов, извлеченных из кожуры красной питайи
29.05.2023
90
Фарфоровая эмаль в 21 веке
Фарфоровая эмаль в 21 веке
Фарфоровая эмаль - это стекловидное покрытие, наплавленное на металлическую подложку при сверхвысоких температурах, которое обеспечивает…
Стюарт Хаклер, Каллен Хаклер
02.11.2020
720