Ученые из Наньянского технологического университета (Сингапур) разработали необычную белую краску, которая помогает охлаждать здания — даже в жарком и влажном климате — без использования кондиционеров и энергии. Это покрытие отражает солнечные лучи, излучает тепло и «потеет» — медленно испаряет воду, как кожа человека, уменьшая нагрев поверхности. Результаты опубликованы в журнале Science.
«Главное преимущество — это пассивное охлаждение», — объясняет материаловед Ли Хун. — «Оно работает без электричества и эффективно даже во влажном климате, где другие методы охлаждения теряют эффективность».
В чем отличие от обычных красок?
Коммерческие «охлаждающие» краски обычно работают только за счет радиационного охлаждения: они отражают солнечные лучи и излучают тепло вверх в атмосферу. Однако в местах с высокой влажностью, например в Сингапуре, водяной пар удерживает тепло у поверхности, что делает такой подход малополезным.
К тому же обычные охлаждающие краски часто теряют эффективность со временем: под солнцем и дождями белый цвет тускнеет и покрытие начинает хуже отражать свет.
Разработка сингапурских ученых сочетает три стратегии охлаждения:
Это стало возможно благодаря пористой структуре цементной основы, которая удерживает воду, и наночастицам, повышающим отражательную способность. Также в краску добавлены полимеры и соль, чтобы сохранить влагу и предотвратить растрескивание.
Ученые покрыли три одинаковых здания разными красками:
Спустя два года воздействия солнца и дождя только их краска осталась белой и сохраняла охлаждающие свойства. Более того, здание с новой краской потребляло на 30–40% меньше электроэнергии на кондиционирование, чем другие.
Покрытие может также бороться с эффектом городского теплового острова (UHI) — явлением, при котором плотная застройка делает города значительно жарче, чем окружающие их районы. В отличие от кондиционеров, которые выбрасывают тепло в воздух, краска излучает его вверх, в атмосферу, в виде невидимого инфракрасного излучения.
«Около 60% всей энергии в зданиях уходит на охлаждение», — отмечает соавтор исследования Си Уи Ко. — «Наша краска может помочь снизить это энергопотребление и сделать города прохладнее».
Команда надеется, что разработка найдет широкое применение, особенно в жарких мегаполисах. Ведь помимо энергоэффективности, новая краска прочна, недорогая в производстве и способна работать в условиях, где другие краски бессильны.