Нов вид боя прави сградитe по-хладни през лятото и по-топли през зимата

Учените от Станфордския университет изобретиха нов вид боя, която може да поддържа домовете и другите сгради по-хладни през лятото и по-топли през зимата, като значително намалява потреблението на енергия, разходите и емисиите на парникови газове. Използвана, като покритие на хладилни камиони и вагони, боята може да спести разходи за охлаждане.

Отоплението и охлаждането на помещенията представляват около 13 % от световното потребление на енергия и около 11% от емисиите на парникови газове, посочва Станфордския университет. Новите бои намаляват енергията, използвана за отопление с около 36 % в експерименти, използващи изкуствена, студена среда, сочи проучване, публикувано в Proceedings of the National Academy of Sciences. Те намалиха енергията, необходима за охлаждане с почти 21 % при изкуствено топли условия. При симулации на типична средноетажна жилищна сграда в различни климатични зони в Съединените щати с новата боя върху външните стени и покриви, общото потребление на енергия за отопление, вентилация и климатизация е намаляло със 7,4 % в течение на една година, показват резултатите.

Цветно решение

Съвременните нискоемисионни бои обикновено имат метален сребрист или сив цвят, чиято естетика ограничава употребата им. Новоизобретените бои имат два слоя, нанесени отделно: инфрачервен отразяващ долен слой, използващ алуминиеви люспи, и ултратънък, инфрачервен прозрачен горен слой, използващ неорганични наночастици, който се предлага в широка гама от цветове. Инфрачервеният спектър на слънчевата светлина причинява 49 % от естественото нагряване на планетата, когато се абсорбира от повърхностите.

За запазване на топлината боята може да се нанася върху външни стени и покриви. Повечето от тази инфрачервена светлина преминава през цветния слой на новите бои, отразява се от долния слой и преминава обратно като светлина, без да се абсорбира от строителните материали като топлина. За да запазят топлината вътре, боите се нанасят върху вътрешните стени, където отново долният слой отразява инфрачервените вълни, които пренасят енергия в пространството и са невидими за човешкото око, посочват още от университета.

По-конкретно, до около 80 % от високата средна инфрачервена светлина се отразява от боите, като върши по-голямата част от работата по запазване на топлината вътре при студено време и навън при горещо време. Цветният слой също отразява малко инфрачервена светлина, подобрявайки намаляването на климатизацията. 

Изследователският екип тества своите бои в бяло, синьо, червено, жълто, зелено, оранжево, лилаво и тъмно сиво. Те са били 10 пъти по-добри от конвенционалните бои в същите цветове при отразяване на висока средна инфрачервена светлина, установиха изследователите.

Не само за сгради

Боите могат да се прилагат извън сградите, за да се подобри енергийната ефективност на други места. Например, те биха могли да покриват камиони и вагони, използвани за хладилен транспорт, при които разходите за охлаждане могат да отнемат до половината от транспортния бюджет.

И двата слоя могат да бъдат напръскани върху разнообразни повърхности с различни форми и материали, осигурявайки допълнителна термична бариера в много различни ситуации, отбелязват от екипа на разработчиците.

Изследователите също така оцениха колко практични биха били техните бои в различни ситуации. И двата слоя са водоотблъскващи, което трябва да подобри стабилността във влажна среда. Боядисаните повърхности могат да се почистват лесно с мокра кърпа или промиване с вода, съобщават изследователите. Освен това, ефективността и естетиката на боите не са влошени след непрекъснато излагане в продължение на една седмица на висока температура (176 градуса по Фаренхайт), ниска температура (-320,5 градуса по Фаренхайт), както и среда с висока и ниска киселинност. Боята действително увеличи леко използването на климатици в някои градове на САЩ, но нито едно място не показа увеличено общо натоварване на отоплението, вентилацията и климатизацията.

Научният екип продължава да работи върху усъвършенстването на формулите на боята за практически приложения. Разтворите на водна основа биха били по-щадящи околната среда от органичните разтворители, например и това може да улесни комерсиализацията на боите, смятат разработчиците.