Новости

Dec 17, 2023

«Наночернила» могут пассивно контролировать температуру в зданиях и автомобилях

27 марта 2023 г. Это

27 марта 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Университетом Мельбурна

Были разработаны первые в мире «чернила с фазовым переходом», которые могут изменить то, как мы обогреваем и охлаждаем здания, дома и автомобили — для достижения сложного «пассивного климатического» контроля — с огромным потенциалом, позволяющим сократить потребление энергии и глобальные выбросы парниковых газов.

Новое исследование, опубликованное в журнале Materials Chemistry A Королевского химического общества под руководством доктора Мохаммада Таха, документально подтверждает концепцию «чернил с фазовым переходом», которые используют нанотехнологии для контроля температуры в повседневной среде. Они достигают этого, регулируя количество радиации, которое может пройти через них, в зависимости от окружающей среды.

Доктор Таха сказал, что эти чернила можно использовать для разработки покрытий для пассивного нагрева и охлаждения, что уменьшит нашу потребность полагаться на выработку энергии для регулирования температуры.

«Люди используют много энергии для создания и поддержания комфортной среды — обогрева и охлаждения наших зданий, домов, автомобилей и даже наших тел», — сказал доктор Таха.

«Мы больше не можем сосредотачиваться только на производстве энергии из возобновляемых ресурсов, чтобы уменьшить наше воздействие на окружающую среду. Нам также необходимо рассмотреть возможность сокращения потребления энергии как часть предлагаемых нами энергетических решений, поскольку последствия изменения климата становятся реальностью.

«Разрабатывая наши чернила так, чтобы они реагировали на окружающую среду, мы не только сокращаем затраты энергии, но и устраняем необходимость во вспомогательных системах управления для контроля температуры, что является дополнительными потерями энергии».

Пассивный климат-контроль обеспечит комфортные условия жизни без ненужных затрат энергии. Например, чтобы обеспечить комфортное отопление зимой, краски, нанесенные на фасад здания, могут автоматически трансформироваться, пропуская больше солнечного излучения в течение дня, и улучшать изоляцию, чтобы сохранять тепло ночью. Летом они могут трансформироваться, образуя барьер, блокирующий тепловое излучение солнца и окружающей среды.

Универсальные «чернила с фазовым переходом» являются доказательством концепции, их можно ламинировать, распылять или добавлять в краски и строительные материалы. Их также можно будет использовать в одежде, регулируя температуру тела в экстремальных условиях, или при создании крупномасштабных, гибких и носимых электронных устройств, таких как гибкие схемы, камеры и детекторы, а также датчики газа и температуры.

Доктор Таха сказал: «Наше исследование снимает предыдущие ограничения на дешевое применение этих чернил в больших масштабах. Это означает, что существующие конструкции и строительные материалы могут быть модернизированы. При наличии производственного интереса чернила могут выйти на рынок через пять-десять лет».

«Благодаря сотрудничеству с промышленностью мы можем масштабировать и интегрировать их в существующие и новые технологии в рамках целостного подхода к решению мировых энергетических проблем, связанных с изменением климата.

«Потенциал этого материала огромен, поскольку его можно использовать для самых разных целей — например, для предотвращения накопления тепла в электронике ноутбука или на лобовых стеклах автомобилей. Но прелесть этого материала в том, что мы можем регулировать его свойства теплопоглощения в соответствии с нашими потребностями». наши потребности.

«Уже сейчас для производства умного стекла используется другой тип материала с фазовым переходом, но наш новый материал означает, что мы можем создавать более умные кирпичи и краску. Эта новая нанотехнология может помочь модернизировать существующие здания, чтобы сделать их более эффективными. Это лучше для окружающей среды и устойчивое будущее».