Ученые Национальной лаборатории в Беркли (Калифорния, США) разработали кровельное покрытие, которое может сохранять в здании тепло или прохладу, в зависимости от погоды. Когда требуется охладить помещения, материал отражает солнечный свет и тепло, зимой же эта функция будет автоматически отключаться, сокращая потребление энергии на отопление.
Новая разработка представляет собой систему радиационного охлаждения, которая отбирает тепло от здания и направляет его в окружающее пространство. Подобные системы, хорошо работая на охлаждение в летнее время года, также способствуют прохладе зимой. Поэтому в своем исследовании инженеры создали покрытие, которое может автоматически переключаться на улавливание тепла с наступлением отопительного периода. Новый материал называется терморегулирующим радиационным покрытием (TARC).
Ключевым в предложенной технологии является необычное соединение – диоксид ванадия (VO2). Еще в 2017 году ученые обнаружили странное свойство VO2, не совсем стыкующееся с законами классической физики: с достижением температуры 67 °C материал начинает проводить электричество, но не тепло.
Команда ученых протестировала устройство с использованием тонких пленок TARC размером 2х2 см и сравнила их с образцами темных и белых кровельных материалов. Выяснилось, что TARC отражал в среднем около 75% солнечного света, но когда температура окружающей среды превышала 30°C, он излучал до 90% своего тепла в небо. При опускании температуры окружающей среды ниже 15°C, TARC выделял только 20% тепла.
Используя полученные данные, американские ученые смоделировали круглогодичную работу TARC в 15 различных климатических зонах по всей континентальной части США, и подсчитали, что среднестатистическое американское домохозяйство может сэкономить до 10% своих счетов за электроэнергию с помощью нового кровельного покрытия.
Исследователи говорят, что TARC также может быть адаптирован для использования в качестве терморегулирующего материала для спутников, автомобилей, электроники, и даже тканей для одежды.