• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14 сентября
Сергей Васильев
273

Мимоза подсказала идею материала, способного к пассивному охлаждению и нагреванию

4.8

Чувствительная к температуре структура то сворачивается, то разворачивается, как листья мимозы. В результате в жару она проявляет охлаждающие свойства, а на холоде — согревающие.

©Sten, Wikimedia Commons

Глобальные изменения климата усиливают многие экстремальные погодные явления. Волны жары и холода перестали быть редкостью, приводя к болезненному росту стоимости энергии на кондиционирование и обогрев помещений. Снизить такие расходы помогают материалы для пассивного нагревания или охлаждения. В простейшем варианте это может быть белая краска, отражающая часть солнечных лучей. Другие покрытия, наоборот, рассеивают лишнюю энергию, отдавая ее в окружающую среду.

Совместить эти две возможности до сих пор не представлялось возможным, хотя в разные сезоны требуется то охлаждение, то согревание. Идею необычной структуры, которая способна одновременно к тому и другому, подсказала китайским ученым мимоза. Название этого растения недаром стало синонимом стыдливой недотроги: при прикосновении к листьям они сворачиваются. Жуцзюнь Ма (Rujun Ma) решили использовать такие же сворачивающиеся элементы, чтобы менять охлаждающее покрытие на согревающее — и обратно. Результаты этой работы представлены в статье, опубликованной в журнале PNAS.

Основой структуры стали элементы, меняющие форму. Они сложены из двух слоев: слоя прозрачного полимера, устойчивого к нагреванию и охлаждению, и слоя полимеров, которые при изменении температуры сжимаются или расширяются. Это позволяет элементам сворачиваться или разворачиваться в зависимости от температуры. Далее ученые добавили к ним слои, предназначенные для выполнения полезной задачи — поглощать или рассеивать энергию.

©Zhang et. al., 2022

В результате вся многослойная структура сворачивается на холоде, оставляя на поверхности темный обогревающий слой. А при увеличении температуры разворачивается, открывая все больше отражающего слоя, который поглощает видимое излучение и отдает его в инфракрасном диапазоне. Это позволяет эффективно охлаждаться и не нагревать при этом ни воздух, ни соседние участки, покрытые новым материалом-«мимозой», который такие фотоны не поглощает.

Разумеется, что разработка стала лишь первым шагом на пути к созданию полноценных промышленных решений. Однако уже сейчас полученный китайскими учеными прототип в «согревающем режиме» поглощает до 73 процентов энергии падающего солнечного света, а в «охлаждающем режиме» – всего 35 процентов. При этом структура перенесла 500 циклов сворачивания и разворачивания без каких-либо видимых повреждений и почти без расслоений. Возможно, что массовое появление таких покрытий ближе, чем кажется.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 12:38
Ольга Иванова

Американские исследователи узнали, что продолжительность жизни пенсионеров зависит не столько от наличия у них хронических заболеваний, сколько от таких простых факторов, как возможность ходить в магазин за продуктами, выполнять уборку в доме, показатели мелких частиц холестерина в крови и вредные привычки, которые они имели ранее.

12 часов назад
Мария Азарова

В этом году премия досталась Алену Аспе, Джону Клаузеру и Антону Цайлингеру.

Позавчера, 18:47
Анна Новиковская

На границе палеозойской и мезозойской эр, около 250 миллионов лет назад, Землю настигло самое страшное вымирание в истории, погубившее более трех четвертей от всего живого. Однако, если какие-то группы животных исчезли почти полностью, то другие практически не пострадали. Судя по костям крошечного ящера из Антарктиды, рептилии оказались в числе последних.

1 октября
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

Позавчера, 12:38
Ольга Иванова

Американские исследователи узнали, что продолжительность жизни пенсионеров зависит не столько от наличия у них хронических заболеваний, сколько от таких простых факторов, как возможность ходить в магазин за продуктами, выполнять уборку в доме, показатели мелких частиц холестерина в крови и вредные привычки, которые они имели ранее.

2 октября
Редакция

Итальянский ботаник Стефано Манкузо — о преимуществах естественных отношений и о том, что бывает, когда люди нарушают хрупкое равновесие между биологическими видами. Naked Science печатает отрывок из книги Манкузо La nazione delle piante («Нация растений»).

16 сентября
Алиса Гаджиева

Геродот в своей «Истории» утверждал, что блоки для пирамиды Хеопса и соседних пирамид доставляли по воде. Но сегодня от Нила до пирамид слишком далеко. Исследование кернов, взятых в пойме реки, позволило понять, как именно решался сложнейший вопрос транспортировки такого строительного материала.

15 сентября
Никита Логинов

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем традиционные газоразрядные лампы, что должно сократить парниковые выбросы. Но при этом светодиодное освещение угрожает здоровью жителей и разрушает местные экосистемы в городах и селах.

6 сентября
Александр Березин

Нашей планете 4,5 миллиарда лет, и 539 миллионов лет на ней тянется эра «явной жизни» (фанерозой) — то есть такой, когда на планете есть крупные, высокоорганизованные животные. Сам собой возникает вопрос: быть может, среди них был разум?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: