Новая охлаждающая краска снизит температуру любой поверхности

Новая охлаждающая краска снизит температуру любой поверхности

Группа ученых из Колумбийского университета создала новый вид краски на основе полимера, которой можно покрывать практически любую поверхность, понижая ее температуру на 6°C по сравнению с окружающим воздухом. Использование этой технологии позволит значительно сократить затраты на охлаждение зданий.

Обычные белые краски отражают примерно 80 % падающего на них солнечного света в видимом диапазоне, но они все-таки поглощают как ультрафиолетовое, так и ближнее инфракрасное излучение. В последние годы ученые разработали ряд материалов, позволяющих хотя бы частично исправить такую ситуацию. Например, в 2014 году ученые из Стэнфордского университета создали высокоотражающее покрытие из чередующихся слоев диоксида кремния и диоксида гафния, которое позволяло поверхности оставаться на 5°C более прохладной, чем окружающий воздух. В прошлом году был создан полимерный материал с крошечными стеклянными бусинами, охлаждающий поверхность на целых 10°C. Но все эти разработки можно применить в новом строительстве и трудно использовать для покрытия уже существующих построек.

Этого недостатка лишена «пассивная охлаждающая краска», над которой работал коллектив под руководством Юань Яна и Наньфана Ю на отделении прикладной физики и математики Колумбийского университета. Они экспериментировали над созданием высокоотражающего материала путем добавление пустот в слой пластмассы. Один из их сотрудников, Джйотирмой Мандал, обнаружил простой способ создания подобной текстуры. Он наблюдал за отвердением давно известного полимера полидиметилсилоксана во время превращения его из жидкости в твердую пленку. При определенных условиях эта пленка из прозрачной становилась белой. Изучив ее под микроскопом ученый обнаружил, что в пленке массив взаимосвязанных воздушных пустот. Как снег из-за заполненных воздухом полостей выглядит белым, хотя состоит из прозрачного льда, так и в полимерной пленке за их счет сильно увеличивается отражающая способность.

Затем исследователи подобрали оптимальный материал для «охлаждающей краски». Им оказался другой полимер, носящий коммерческое название PVDF-HFP. При создании краски его растворяют в ацетоне с небольшим количеством воды. После нанесения краски на поверхность ацетон быстро испаряется, а полимер отделяется от воды так, что в пленке создается сеть водяных капелек. Затем испаряется и вода, оставляя после себя полости. Высохшая краска отражает до 99,6% света, включая ультрафиолетовый, видимый и ближний инфракрасный диапазоны.

Исследование опубликовано в журнале Science.

По материалам: polit.ru