Университет Райса (Rice University) находится в Хьюстоне, штат Техас, США. Это частный исследовательский университет, известный своими сильными программами в области науки и инженерии. Созданный в университете материал относится к термохромным полимерам — он способен менять свои свойства при изменении температуры. Когда температура повышается, полимер переходит из прозрачного состояния в непрозрачное, что снижает количество тепловой энергии, проникающей в здание. Это помогает поддерживать комфортную температуру внутри помещений без использования энергии для кондиционирования воздуха. При этом материал не препятствует проникновению света в холодную погоду, когда окна остаются прозрачными.
Современные термохромные материалы имеют несколько серьезных недостатков: короткий срок службы, высокая стоимость и недостаточная эффективность. Они редко применяются в массовом строительстве и автомобильной промышленности из-за сложности производства и недолговечности. Однако ученые из Университета Райса смогли преодолеть эти ограничения. Они смешали два полимера с добавлением специальной соли, что позволило создать долговечный и эффективный материал, сохраняющий свои свойства на протяжении 60 лет.
Одним из ключевых преимуществ нового материала является его потенциал для использования в «умных» окнах, которые смогут охлаждать здания без дополнительных энергозатрат. Такие окна будут регулировать поступление солнечной энергии в зависимости от температуры на улице, автоматически снижая нагрузку на системы кондиционирования воздуха. По словам ведущего автора исследования Шрихари Саджу, «представьте себе окно, которое становится менее прозрачным по мере того, как на улице становится теплее, сохраняя при этом прохладу в помещении и не потребляя энергию».
Для проверки эффективности нового материала команда ученых провела компьютерное моделирование, симулируя его работу в разных климатических условиях по всему миру. Результаты показали, что материал превосходит существующие термохромные покрытия по долговечности и способности к терморегуляции. Были также проведены испытания на устойчивость к воздействию окружающей среды, которые подтвердили долгий срок службы и стабильность полимера.
Эта разработка открывает новые возможности для устойчивого строительства. Снижение потребности в кондиционировании воздуха не только сократит затраты на электроэнергию, но и поможет уменьшить выбросы углекислого газа. Системы кондиционирования уже потребляют 7% мировой энергии и ответственны за 3% глобальных выбросов углерода. В условиях нарастающей климатической угрозы «умный» полимер может стать решением для значительного сокращения этих показателей и повышения энергоэффективности зданий на долгие десятилетия.
