Ученые разработали удивительную охлаждающую краску Поделиться
Исследователи из Сиднейского университета Кьяра Нето и Минн Чиу разработали охлаждающую краску, которая может отражать большую часть поступающего солнечного света и уменьшать количество тепла, поглощаемого зданиями.
ФОТО: СОЗДАНО С ПОМОЩЬЮ НЕЙРОСЕТИ GIGACHAT
В условиях повышения глобальной температуры и обострения проблемы нехватки воды, наноинженерная краска, разработанная исследователями из Австралии, призвана решить обе проблемы одним взмахом кисти, рассказывает CNN.
У ученых из Сиднейского университета Кьяры Нето и Мин Чиу из-за растущего давления возникла идея создания покрытия для крыш, которое могло бы охлаждать здания и собирать воду из воздуха. Эта работа, отмечает CNN, вылилась в стартап Dewpoint Innovations, основанный в 2022 году с целью не только охлаждения краски, но и более широкого переосмысления принципов проектирования инфраструктуры: если бы крыши по всему городу могли отражать тепло и собирать воду, они могли бы стать частью климатического решения.
В условиях потепления в мире города становятся тепловыми ловушками. Бетон и крыши поглощают солнечную энергию, повышая температуру, что приводит к так называемому эффекту городского теплового острова, когда в городах наблюдаются более высокие температуры.
Это первая задача, на решение которой нацелены Dewpoint Innovations: “Наша краска значительно снизит тепловую нагрузку, которую солнце оказывает на города”, — сказал Чиу, соавтор изобретения и технический директор Dewpoint Innovations.
Для достижения этого эффекта специально разработанные наноматериалы используют процесс, называемый пассивным радиационным охлаждением, который отражает большую часть солнечной энергии и отдает тепло обратно в небо, позволяя поверхностям крыш оставаться холоднее окружающего воздуха без использования энергии.
По словам профессора Баохуа Цзя, эксперта по нанотехнологиям из Университета RMIT в Мельбурне, обычная коммерческая белая краска отражает от 70 до 80% поступающего солнечного света. Покрытие Dewpoint продемонстрировало коэффициент отражения солнечных лучей до 96% в ходе шестимесячных испытаний на открытом воздухе, о которых сообщалось в 2025 году. Более высокая отражательная способность означает, что поглощается меньше тепла, благодаря чему поверхность крыши остается на 6 градусов холоднее окружающего воздуха и снижается теплопередача в здания.
В ходе трехмесячных полевых испытаний, проведенных в Сиднее в конце 2023 года, краска для крыши Dewpoint оставалась на 30 градусов холоднее, чем обычная темная крыша, что, по оценкам, позволило сократить потребление энергии на охлаждение в домашних условиях на 34%.
По мнению профессора Цзя, эти результаты указывают на более широкий потенциал. Она считает, что кровельное покрытие Dewpoint предлагает масштабируемый способ борьбы с эффектом «островка тепла» в городах. “Эта технология потенциально может значительно снизить температуру окружающей среды в городах, ослабить тепловой стресс и уменьшить зависимость от кондиционирования воздуха, что делает ее ощутимым инструментом адаптации к климату в густонаселенных городских районах”, — сказала она.
“Одно из удивительных свойств поверхности, которая поддерживает более низкую температуру, в то время как остальная окружающая среда нагревается сильнее, заключается в том, что это также способствует конденсации влаги в воздухе на ее поверхности”, — рассказал CNN главный исполнительный директор Dewpoint.
Это тот же самый основной процесс, который приводит к образованию воды на внешней стороне холодного стакана. Хотя система еще находилась на стадии разработки, в ходе первых испытаний было продемонстрировано, что она может собирать 74 литра воды в день с крыши площадью 200 квадратных метров. Это примерно столько, сколько требуется для пятиминутного душа в районах с большим количеством воды.
Это не может полностью заменить водоснабжение в доме, но может служить дополнительным источником: “Это поможет снизить нагрузку, но это не чудодейственное средство”.
Используя данные моделирования, собранные на данный момент, компания Dewpoint установила, что для эффективного сбора воды необходима минимальная относительная влажность около 70% — как в прибрежных тропических районах, таких как Сингапур или бассейн Амазонки в Южной Америке.
По словам Цзя, пассивное орошение — одна из самых интересных и быстрорастущих тенденций в области радиационного охлаждения. Хотя производительность меняется в зависимости от влажности, ветра и температуры, по ее словам, проводимая оптимизация полей позволяет добиться стабильного полива даже в полузасушливых регионах.
В период с 2019 по 2020 год засуха и экстремальная жара привели к многомесячным лесным пожарам по всей Австралии, которые разрушили экосистемы и затронули около 80% населения. Во время кризиса фотографии пожарных, поящих водой обезвоженных коал, помогли Чиу сформулировать свое видение улавливания атмосферной воды.
В разработке находятся и другие краски с высокой светоотражающей способностью, ультрабелые, которые помогут охладить здания и сократить использование кондиционеров. Исследователи даже используют машинное обучение для создания охлаждающей краски, разработанной с помощью искусственного интеллекта, которая может позволить зданиям оставаться на 5-20 градусов холоднее, чем традиционная краска, в течение полуденного времени.
