Kameeleonmaja uus soojustus: kuumaga peegeldab, külmaga kogub soojust

Tulevikus vahetavad majad värvi. Kui on külm tõmbuvad tumedaks, kui palav, hakkavad infrapunakiirgust peegeldama. Foto: Jimmy Chan / Pexels

• Selle materjaliga tõmbuvad majad külmaga tumedamaks, soojaga aga peegeldavad
• Lülitist saab lülitada, kas maja hakkab soojust neelama või peegeldama

Euroopa Liidu sundrenoveerimise palavikuks on USA teadlased välja mõelnud kasuliku soojustusmaterjali, mida vastavalt vajadusele saab lülitada kas soojust neelavaks või peegeldavaks. See tähendab, et majaseinad on suvel palavust tõrjuvad, talvel aga võib vähesest päikesest kätte saada lisasoojust, mis aitab tube vähem kütta.

Chicago Ülikooli molekulaarteadlaste leiutatud materjal teeb majaseintest kameeleonid, mis värvi muudavad, sest soojuse neelamise või peegeldamisega muutub ka fassaadi värv.

Po-Chun Hsu juhitud Chicago ülikooli teadlaste tiim kasutas lahenduses vase põhist vesilahust, mis kiirgab infrapunakiirgust tugevalt tagasi. Seega on tegemist ideaalse lahendusega kuumadeks päevadeks. Vedelik on metallfooliumi ja läbipaistva grafeenilehe vahel, mis kaetud plaatina nanoosakestega.

Kui grafeenist elektrood saab negatiivse laengu, tõmbab see vedelikulahusest külge positiivseid vase ioone, mis ladestuvad grafeenile, moodustades niimoodi õhukese tahke kile. Selles olekus neelab materjal kuni 92% sissetulevast infrapunakiirgusest, lülitudes «kütterežiimile» ehk hakkab koguma soojust.

Kui aga nüüd elektroodide vahel polaarsust muuta, kaovad vase ioonid grafeenilt ning võimutsema pääseb taas vaselahus, mis peegeldab pea kogu infrapunakiirguse, neelates ainult 7%.

Uus ehitusmaterjal sisaldab kihti, mis võib omandada kaks olekut: tahke vask, mis säilitab enamiku infrapunakiirgusest ning aitab hoida hoone soojana või vastupidi, infrapunast tagasi kiirgav vesilahus, mis aitab hoonet jahutada. Foto: Hsu teadlaste grupp / Chicago Ülikool

Kuigi polaarsuse muutmiseks on vaja energiat, on selle hulk teadlaste sõnul kaduvväike võrreldes kasuga, mida saab uudsest fassaadimaterjalist. Kui maja on soojust neelav või peegeldav, pole oleku hoidmiseks elektritoidet vaja. Elektrit tarbitakse vaid ümberlülituse ajal.

Teadlaste mõõtmistulemuste ja arvutuste põhjal võiks taoline ehitusmaterjal vähendada keskmise hoone energiakulu 8,4 protsenti. See tähendab, et kuumal ajal peab vähem jahutama, külmal ajal aga vähem kütma.

Materjali katsetati esialgu küll väikeste kuuesentimeetrise läbimõõduga tükkidena, aga kui neid hakatakse tootma suurte plaatidena, võiks see aidata vähendada soojuskadusid ilma suuremate ümberehitusteta, kuna plaadid tuleksid üsna õhukesed ja on seega paigaldatavad olemasolevatele fassaadidele. Neid saaks nagu katusesindleid suuremateks pindadeks servi katvalt kokku panna. Lisaks saab plaate kohandada erinevate värvide kasutamiseks, sest vedelas olekus on materjal läbipaistev ja selle taha saab panna igasugust värvi pindasid, ilma et see mõjutaks materjali võimet neelata infrapunakiirgust. kameeleonmajad võivad seega muutuda ükskõik millist värvi või mustriliseks.