Napravljena fasada koja mijenja boju i štedi energiju za grijanje i hlađenje

Sastoji se od nekoliko različitih slojeva i sadrži bakarnu foliju, plastiku i grafen, a na osnovu spoljašnje temperature može da promijeni svoju infracrvenu boju koja se pojavljuje pri termičkom snimanju. Mijenja i količinu infracrvene toplote koju apsorbuje ili emituje. Termovizijska kamera pokazuje da je tokom toplih dana materijal žut jer emituje više toplote, a kada je hladno postaje ljubičast i zadržava toplotu.

Ovaj materijal postavljen na fasadi mogao bi da smanji potrebu za grijanjem i hlađenjem čime bi se uštedjela električna energija.

Inženjer materijala Po-Chun Hsu koji je vodio istraživanje navodi da je ovo niskoenergetski način kojim zgrada oponaša ljude, odnosno dodaje sloj kada je hladno i skida sloj kada je vruće. On objašnjava da ovaj pametni materijal pomaže da se temperatura u zgradi održi bez velikog utroška energije.

Istraživači su materijal uporedili sa kameleonom koji takođe po potrebi mijenja boju. On zapravo ima zadatu temperaturu pri kojoj, uz malu količinu električne energije, dodaje tanak sloj bakra ili ga uklanja.

Hemijskom reakcijom centralni sloj materijala, rastvor elektrolita na bazi vode, transformiše se u čvrsti bakar. Bakar sa niskim emisijama pomaže da se zadrži toplota i zagrije unutrašnjost zgrade, dok vodeni sloj visoke emisije održava zgradu hladnom.

Sloj elektrolita na bazi vode čini materijal nezapaljivim, a istraživači navode da je proces prebacivanja sa metala na tečnost i nazad stabilan, neisparljiv, efikasan i mehanički fleksibilan.

Nakon promjene stanja električna energija više nije potrebna za njegovo održavanje, pa je njen utrošak minimalan.

Tokom istraživanja objavljenog u časopisu Nature Sustainability, naučnici su napravili modele za testiranje uštede energije namijenjene za 15 američkih gradova, koji predstavljaju 15 klimatskih zona.

Otkrili su da materijal može da uštedi 8,4% godišnje potrošnje energije za klimatizaciju zgrade u oblastima sa velikom varijacijom vremenskih uslova. U isto vrijeme, materijal je za svoj rad utrošio samo 0,2% ukupne električne energije zgrade.

Često se spominje da izgradnja zgrada i njihovo korišćenje čine skoro 37% globalnih emisija ugljenika, od kojih je većina posljedica građevinskih operacija, osvjetljenja, grijanja i hlađenja.

Kada bi se ovaj novi materijal koristio za rekonstrukciju loše izolovanih ili starih zgrada, poboljšala bi se njihova energetska efikasnost i smanjile emisije ugljenika. Istraživači čak navode da je ovo pogodnije za ugradnju od izolacije.

Potrebno je sprovesti još istraživanja jer neke od komponenti, uključujući jednoslojni grafen i zlatnu mikromrežu koja se koristi kao providni provodljivi slojevi, skupe su i komplikovane za proizvodnju.

Tokom istraživanja napravljeni su samo komadi materijala široki 6cm, ali namjera je da se sastavljaju formirajući veće listove.

Kada je aktivan vodeni sloj materijal je tamno bijele boje, a postaje bakarno braon kada je sloj bakra aktivan. Boje bi se mogle promijeniti dodavanjem pigmenata.

Vodeći se sličnim razmišljanjem istraživači sa Univerziteta Purdue razvili su najbelju boju koja bi mogla da smanji potrebu za klimatizacijom.