Лето уже почти наступило, и многие люди пытаются побороть жару. Но постоянно работающие кондиционеры могут быть дорогими и расточительными. Теперь американские исследователи разработали легкую древесно-целлюлозную нанокристаллическую пену, которая отражает солнечный свет, излучает поглощенное тепло и изолирует. Они предполагают, что этот материал может снизить потребность зданий в энергии для охлаждения более чем на треть. Исследование опубликовано в журнале ACS Nano Letters.
Хотя ученые уже разработали охлаждающие материалы, у них есть недостатки. Некоторые материалы, которые пассивно выделяют поглощенное тепло, пропускают много тепла в здания под прямым полуденным солнцем в летние месяцы. А другие материалы, отражающие солнечный свет, плохо работают в жаркую, влажную или пасмурную погоду. Поэтому Ю Фу, Кай Чжан и их коллеги хотели разработать прочный материал, который мог бы отражать солнечный свет, пассивно выделять тепло и не пропускать уходящее тепло.
Для создания охлаждающего материала исследователи соединили нанокристаллы целлюлозы с силановым мостиком, после чего заморозили и высушили материал в вакууме. Этот процесс вертикально выровнял нанокристаллы, создав белую, легкую пену, которая отражала 96% видимого света и испускала 92% поглощенного инфракрасного излучения.
Когда материал поместили над коробкой из алюминиевой фольги на открытом воздухе в полдень, температура внутри коробки оставалась на 16 градусов по Фаренгейту ниже, чем снаружи. Кроме того, материал сохранял температуру внутри коробки на 13 градусов по Фаренгейту, когда воздух был влажным. По мере сжатия целлюлозной пены ее охлаждающая способность уменьшалась, демонстрируя настраиваемые свойства охлаждения.
Команда подсчитала, что размещение пены на крыше и наружных стенах здания может снизить потребность в энергии для охлаждения в среднем на 35,4 процента. Поскольку характеристики древесно-целлюлозной пены можно регулировать в зависимости от погодных условий, по словам исследователей, технология может применяться в самых разных условиях.
