Новая технология окраски обеспечивает улучшенную изоляцию

Исследователи из Стэнфордского университета сделали значительный шаг на пути к энергоэффективности и устойчивому развитию и представили новаторское достижение в области изоляции зданий.

Их инновационная формула краски, доступная в широком спектре цветов, потенциально может произвести революцию в способах управления температурой в зданиях и различных помещениях. Снижая потребность в отоплении и кондиционировании воздуха, эти краски не только обещают существенную экономию средств, но и значительное снижение выбросов углекислого газа.

На отопление и охлаждение помещений в настоящее время приходится значительная часть глобального потребления энергии и выбросов парниковых газов. Новые краски Стэнфорда продемонстрировали потенциал существенного смягчения этих проблем.

Исследование, опубликованное недавно в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что новые краски могут сократить потребление тепловой энергии до 36% в холодных условиях и снизить потребность в энергии для охлаждения почти на 21 процент в теплых условиях. Это означает снижение энергопотребления на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха (HVAC) на 7,4% для типичного многоэтажного многоквартирного дома в различных климатических зонах США за год.

Профессор Йи Цуй, видный деятель в области материаловедения и инженерии, энергетики и инженерии, а также фотонной науки в Национальной ускорительной лаборатории SLAC, подчеркивает острую необходимость снижения энергопотребления как при отоплении, так и при кондиционировании воздуха. Поскольку глобальная температура продолжает расти, использование кондиционирования воздуха растет, особенно в развивающихся странах. Цюй, старший автор исследования, подчеркивает настоятельную необходимость сокращения глобальной энергетики и выбросов в соответствии с целями по нулевым выбросам.

Чтобы решить эту проблему, исследовательская группа искала инновационные способы улучшения изоляции и минимизации теплообмена между внутренним пространством и внешним окружением. Акцент на новых материалах для превосходной изоляции является ключевым аспектом повышения энергоэффективности в построенной среде.

В основе этого прорыва лежит новый подход к композиции красок. В отличие от обычных низкоэмиссионных красок, которые часто имеют ограниченную практичность из-за их металлического серебристого или серого цвета, новые краски имеют двухслойную структуру.

Нижний слой, состоящий из алюминиевых чешуек, отражающих инфракрасное излучение, сочетается с ультратонким, прозрачным для инфракрасного излучения верхним слоем, содержащим неорганические наночастицы. Этот дизайн предлагает не только эффективную изоляцию, но и широкий спектр цветов для удовлетворения различных эстетических требований.

При наружном применении краска отражает значительную часть инфракрасного света, который вносит значительный вклад в естественное нагревание. Позволяя большей части этого света проходить через цветной слой, краска предотвращает поглощение тепла строительными материалами. В холодных условиях краска, нанесенная на внутренние стены, помогает сохранять тепло за счет отражения инфракрасных волн.

Потенциал этих красок выходит за рамки традиционных зданий. Грузовики и вагоны, используемые в рефрижераторных перевозках, часто обремененные высокими затратами на охлаждение, могли бы извлечь выгоду из этой технологии. Двухслойный состав позволяет наносить на различные поверхности, независимо от формы и материала, обеспечивая тем самым улучшенную теплоизоляцию в различных сценариях.

Кроме того, не остались без внимания практичность и долговечность. Водоотталкивающие свойства красок обеспечивают стабильность даже во влажных условиях, а их устойчивость подтверждена воздействием экстремальных температур и кислой среды.

Передовые рецептуры красок являются кульминацией междисциплинарных усилий с участием таких уважаемых исследователей, как профессор Чженань Бао, Шаньхуэй Фань и других представителей выдающегося академического сообщества Стэнфорда. Поскольку команда работает над подстройкой красок для практического применения, их усилия потенциально могут ознаменовать новую эру в энергоэффективном строительстве и транспорте, что будет иметь положительные последствия как для окружающей среды, так и для экономики.