Наука

Вчені винайшли матеріал який перемикається між обігрівом і охолодженням: до чого тут мімоза та кролики

Ігор Романько

Термохромний матеріал який перемикається між обігрівом та охолодженням

Китайські науковці розробили матеріал, який вміє реагувати на температуру навколо середовища та перемикатися між режимами збирання тепла для нагріву та навпаки його відбивання для охолодження.

Матеріалознавці опублікували свою роботу у PNAS і зазначили, що на це відкриття їх надихнула мімоза соромлива та гімалайські кролики, природні механізми яких дозволяють адаптуватись при зміні навколишніх умов.

Термохромізм, як його назвали вчені, відбувається без жодного зовнішнього джерела енергії, а завдяки полімеру із ефектом пам'яті форми, шари із різними характеристиками якого згортатимуться-розгортатимуться, залежно від температури довкілля.

Цей матеріал при досягнені температури 39,9°C змінює свої властивості. Залежно від навколишньої температури він розгортається і згортається сам, щоб накопичувати або відбивати сонячні промені. Тим самим він нагрівається або охолоджується

Вчені розробили полімерний матеріал за допомогою неорганічної хімії, та навчили його не просто відбивати світло, а й випромінювати у інфрачервоному діапазоні, що дозволяє йому охолоджуватись прямо під сонячними променями. Сонячний спектр складається з видимого світла, довжина хвилі якого 400-700 нанометрів, а також ближнього інфрачервоного випромінювання – 700-2500 нанометрів.

Режим "згортання" забезпечений завдяки властивостям матеріалу запам'ятовувати свою форму. Температуру "перемикання режиму" можна задати під час виготовлення відповідно змінивши структуру нано-матеріалу.

Вчені протестували цикли такого згортання-розгортання 500 разів та не помітили суттєвої деформації, хоча і відмічають, що щільність контакту зменшується, відповідно це обмежує кількість тепла, яка може передаватися між ними, а заразом і загальну ефективність системи.

Такі дослідження направлені на зменшення шкоди довкіллю з екологічих причин. В тому числі, подібні новітні матеріали імітують механізми, які вже створила еволюція. Гімалайські кролики змінюють окрас зі зміною погоди, а мімоза соромлива відома складанням і розкриванням свого листя, якщо її торкнутися.

Тож їхній матеріал здатний самостійно перемикатися між режимами охолодження і нагрівання, згортаючи і розгортаючи шари із потрібними спектральними характеристиками. Так у режимі нагрівання матеріал поглине до 73 відсотків сонячного випромінювання та знизить свою відбивну здатність в інфрачервоному діапазоні, а в режимі охолодження, навпаки, відбиватиме до 65 відсотків видимого сонячного світла та випромінюватиме 95 відсотків у середньому інфрачервоному діапазоні.

Раніше: Вчені розповіли, як можна дістатися до загадкової Дев'ятої планети і що це дасть людству

Бажаєте отримувати найактуальніші новини про війну та події в Україні - підписуйтесь на наш телеграм канал!