Черепица: исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Чарли Сяо, Эллиот Хокс и Болин Ляо решают проблему снижения энергопотребления зданий, связанного с контролем температуры. Их инновационное решение, подробно описанное в недавней статье в журнале Device, включает в себя саморегулирующуюся черепицу, предназначенную для сокращения расходов на отопление в холодное время года и охлаждения в жаркое - без использования каких-либо электронных устройств.
Черепица размером около четырех дюймов - плод совместных знаний Ляо в области термодинамики и Хоукса в области механических систем. Вдохновение посетило их во время автомобильных поездок между Санта-Барбарой и Стэнфордом - местами, где проживают их супруги.
Прорыв произошел после того, как Ляо реализовал восковой двигатель - устройство, которое реагирует на изменения температуры, изменяя свой объем. Такая реакция на изменение температуры позволяет добиться механического движения, не требуя электрической энергии. Восковые моторы нашли широкое применение - от обычных бытовых приборов до нишевых аэрокосмических технологий.
Вот как работает черепица: когда окружающая среда прохладная, восковой мотор внутри черепицы сохраняет твердое состояние, которое удерживает жалюзи черепицы закрытыми, представляя собой энергопоглощающую плоскую поверхность, которая минимизирует потерю тепла. Когда температура окружающей среды приближается к 18° C, воск размягчается, расширяется, и жалюзи открываются, образуя отражающую поверхность, которая рассеивает тепло и свет.
Более того, на протяжении всего этого фазового перехода воск выделяет или поглощает тепло, способствуя тепловому равновесию плитки и, как следствие, здания. Исследователи сообщают, что этот уникальный механизм позволяет сократить потребление энергии на охлаждение в 3,1 раза, а на отопление - в 2,6 раза по сравнению со стандартными строительными материалами с фиксированным покрытием.
Помимо функциональных преимуществ, устройство разработано с учетом простоты и универсальности, что позволяет настраивать его с помощью различных термических покрытий и типов воска для удовлетворения различных климатических потребностей, а также способствует крупномасштабному производству.
Несмотря на то, что технология все еще находится на стадии демонстрации, команда оптимистично настроена на то, что в конечном итоге она может привести к достижениям, которые существенно повлияют на энергоэффективность зданий, как выразился Хоукс.
А затем «Добавить на главный экран».