Важная составляющая комфортного труда и отдыха в помещениях – поддержание подходящей температуры, не очень холодной и не очень жаркой. В наше время охлаждение помещений осуществляется чаще всего кондиционерами, которые имеют массу слабых мест: зависимость от электричества, использование вредных для здоровья и экологии хладагентов, необходимость регулярного обслуживания и ремонта. Не утратили своего значения и старые добрые вентиляторы, которые тоже не являются идеальными устройствами. В связи с этим учёные ищут новые способы поддержания комфортной температуры в зданиях.
Недавно американские специалисты нашли довольно простое решение этой проблемы. Они разработали несложную в производстве полимерную краску, которая, будучи нанесённой на здание, способна его охлаждать даже под прямыми солнечными лучами, а накопленное тепло распространяет в инфракрасном диапазоне. Получается, что поддержание необходимой температуры в помещении осуществляется само собой, причём без всяких затрат электроэнергии.
Интересно, что разработки подобных материалов и веществ идут уже давно. Кое-что учёным удалось создать. Таковы, к примеру, фотонные структуры, которые могут самостоятельно испускать излучение в некотором диапазоне и за счёт этого охлаждать объект, который ими покрыт. Но у этих структур тоже есть свои недостатки. В частности, такие вещества довольно дороги в производстве, а срок службы их невелик – они подвержены разрушению путём выветривания и коррозии. Кроме того, большая часть подобных материалов существует в виде тонких плёнок или многослойных структур, которые могут наноситься только на специальные поверхности, а это существенно затрудняет их практическое использование. Поэтому нынешние учёные решили пойти другим путём и попытаться разрабатывать вещества, способные к пассивному охлаждению. Таковы, например, специальные краски. Их можно просто наносить на нужную поверхность, и они начинают работать «сами собой». Подобные вещества существуют вот уже несколько лет, но их параметры пока что очень скромные.
Американские исследователи из Аргоннской национальной лаборатории и Колумбийского университета предложили новый вид подобных веществ, который. По-видимому, сочетает всё лучшее из того, что было изобретено ранее. Такой материал легко синтезируется, хорошо выдерживает воздействие среды и не требует никаких особых правил эксплуатации – его можно просто наносить на поверхность, как обычную краску.
Чтобы создавать такие краски, достаточно подобрать компоненты, имеющие необходимые показатели; эти компоненты должны хорошо отражать солнечный свет и быть прозрачными для длинных инфракрасных волн. Обычно для улучшения отражающих свойств в полимерную основу добавляются микро- или наночастицы неорганического вещества белого цвета (такими веществами чаще всего служат оксид цинка, диоксиды кремния и титана), а также неорганические кристаллы. Как можно заметить, в создании таких веществ не применяются пигменты, и это решает сразу несколько проблем. Во-первых, производство таких материалов значительно удешевляется; во-вторых, такие материалы не разрушаются, а значит, не насыщают вредными компонентами окружающее пространство. исследователи предположили, что высокую эффективность таким материалам создают поры определённого размера, которые также повышают отражательные способности.
Свои выкладки учёные решили проверить на практике. Они провели эксперименты с использованием вытяжного шкафа, взяв для них сополимер винилфторида и гексафторпропена. Это соединение обладает высокой устойчивостью к суточным перепадам температур и выдерживает воздействие влажности. Данный сополимер не растворяется в воде, но хорошо растворим в ацетоне, и это указывает на лёгкий способ его очистки – осаждение водой из ацетонового раствора. Получается эмульсия, которую можно наносить на поверхность обычным способом – кисточкой или пульверизатором. После этого ацетон, как летучее вещество, начинает испаряться. Когда значительное количество ацетона улетучивается, система, состоящая из полимера, ацетона и воды, теряет однородность, и на поверхности выступают капли воды. Вокруг них полимер начинает кристаллизоваться, поскольку он не растворяется в воде. После этого испаряются остатки ацетона и вода. В результате образуется белое пористое вещество, которое эффективно отражает большую часть солнечных лучей и переизлучает почти всё полученное тепло в так называемом окне прозрачности атмосферы.
Теперь исследователи смогли проверить действие своего сополимера на практике. В жарком климате Аризоны в солнечный день поверхность, на которую был нанесён полимер, охладилась на шесть градусов по сравнению с окружающим воздухом. Затем эксперимент провели в Бангладеш, и там поверхность охладилась всего на два градуса. Это можно объяснить тем, что Бангладеш – страна с очень влажным климатом, а в такой атмосфере тепло рассеивается достаточно плохо. В этой стране ранее разработанные подобные материалы не работали вообще; поэтому даже эти два градуса можно считать большим достижением.
Было также установлено, что даже спустя месяц пребывания на открытом воздухе способность полимера к охлаждению поверхности сохраняется.
Кроме того, способ изготовления данного сополимера можно применять и для получения других полимеров, в том числе и таких, которые могут пригодиться в медицине.
В настоящее время исследователи проводят дополнительные испытания своего изобретения. Если они окажутся успешными, сополимер поступит в массовое производство. Его планируется добавлять в обычные краски, предназначенные для окрашивания кровли и фасадов зданий.
Впрочем, у этого изобретения могут найтись и свои недоброжелатели. В первую очередь это, конечно же, производители бытовой техники. Ведь с появлением нового типа красок существенно упадёт спрос на кондиционеры, которые сами по себе являются довольно дорогими гаджетами; понятно, что производителей пугает появление на мировых рынках дешёвой альтернативы этим устройствам. Но этот процесс сопровождал мировую экономику во все времена: когда более новая, совершенная и дешёвая технология заменяла собой прежнюю, производители «старого пошиба» сходили со сцены, теряя свои прибыли. Этого можно избежать, если, допустим, производители кондиционеров заранее подготовятся к возможному наступлению полимерных охлаждающих красок. К примеру, можно постепенно освоить новые виды производства (это может быть и изготовление тех самых красок) и переобучить своих работников.
Владельцы зданий и помещений от появления новых охлаждающих красок только выиграют. Кроме того, что они будут существенно дешевле кондиционеров, отпадёт необходимость в трудоёмком монтаже этих устройств; покрыть краской стену может абсолютно любой человек. Нередко бывает, что кондиционер вносится в уже готовое и отделанное помещение, и тогда дизайн комнаты приходится немного «портить». Охлаждающая краска нисколько не вредит отделке помещения, поскольку наносится снаружи.
Гарантия
Сервис
Подбор
Госзакупки
