Наука

Ученые изобрели переключаемый между обогревом и охлаждением материал: при чем здесь мимоза и кролики.

Игорь Романько

Термохромный материал, который переключается между обогревом и охлаждением

Китайские ученые разработали материал, умеющий реагировать на температуру вокруг среды и переключаться между режимами уборки тепла для нагрева и наоборот его отражения для охлаждения.

Материаловеды опубликовали свою работу в PNAS и отметили, что на открытие их вдохновила мимоза застенчивая и гималайские кролики, естественные механизмы которых позволяют адаптироваться при изменении окружающих условий.

Термохромизм, как его назвали ученые, происходит без внешнего источника энергии, а благодаря полимеру с эффектом памяти формы, слои с разными характеристиками которого будут сворачиваться-развертываться, в зависимости от температуры окружающей среды.

Этот материал при достижении температуры 39,9°C изменяет свои свойства. В зависимости от окружающей температуры он разворачивается и сворачивается сам, чтобы накапливать или отражать солнечные лучи. Тем самым он нагревается или охлаждается

Ученые разработали полимерный материал с помощью неорганической химии и научили его не просто отражать свет, но и излучать в инфракрасном диапазоне, что позволяет ему охлаждаться прямо под солнечными лучами. Солнечный спектр состоит из видимого света, длина волны которого составляет 400-700 нанометров, а также ближнего инфракрасного излучения – 700-2500 нанометров.

Режим "свертывания" снабжен благодаря свойствам материала запоминать свою форму. Температуру переключения режима можно задать при изготовлении соответственно изменив структуру нано-материала.

Ученые протестировали циклы такого свертывания-развертывания 500 раз и не заметили существенной деформации, хотя и отмечают, что плотность контакта уменьшается, соответственно, это ограничивает количество тепла, которое может передаваться между ними, а заодно и общую эффективность системы.

Такие исследования направлены на уменьшение вреда окружающей среде по экологическим причинам. В том числе, подобные новые материалы имитируют механизмы, которые уже создала эволюция. Гималайские кролики меняют окрас со сменой погоды, а мимоза застенчивая известна складыванием и раскрыванием своих листьев, если ее коснуться.

Поэтому их материал способен самостоятельно переключаться между режимами охлаждения и нагрева, сворачивая и разворачивая слои с спектральными характеристиками. Так, в режиме нагрева материал поглотит до 73 процентов солнечного излучения и снизит свою отражательную способность в инфракрасном диапазоне, а в режиме охлаждения, наоборот, будет отражать до 65 процентов видимого солнечного света и будет излучать 95 процентов в среднем инфракрасном диапазоне.

Ранее: Ученые рассказали, как можно добраться до загадочной Девятой планеты и что это даст человечеству

Хотите получать самые актуальные новости о войне и событиях в Украине – подписывайтесь на наш телеграмм канал!