Ogrzewanie i chłodzenie pomieszczeń stanowi obecnie znaczącą część światowego zużycia energii. Tym samym walnie przyczyniają się do emisji gazów cieplarnianych. Nowe farby opracowane przez zespół z Uniwersytetu Stanforda mogą znacząco przyczynić się do rozwiązania tych problemów.

Badania opublikowane niedawno w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences wykazały, że te innowacyjne farby mogą obniżyć zużycie energii grzewczej nawet o 36% w przypadku niskich temperatur, a także zmniejszyć potrzebę energii do chłodzenia o prawie 21% w warunkach ciepłych. To oznacza, że w typowym budynku mieszkalnym średniej wielkości w różnych rejonach Stanów Zjednoczonych w ciągu roku można osiągnąć 7,4% redukcję zużycia energii związanego z ogrzewaniem, wentylacją i klimatyzacją.

Profesor Yi Cui, naukowiec pracujący w Narodowym Laboratorium Akceleratorów SLAC i jednocześnie współautor badania, podkreśla palącą potrzebę redukcji zużycia energii zarówno w ogrzewaniu, jak i klimatyzacji. W miarę rosnących temperatur na całym świecie, wzrasta także zapotrzebowanie na klimatyzację. To jest szczególnie ważne w krajach rozwijających się. 

Aby sprostać temu wyzwaniu, zespół badawczy poszukiwał innowacyjnych metod poprawy izolacji i ograniczenia wymiany ciepła pomiędzy wnętrzem a otoczeniem. Skupienie się na nowych materiałach, które zapewniają dobrą izolację jest kluczowym elementem poprawy efektywności energetycznej w budynkach.

• Zobacz również: Masa szpachlowa z aerożelem? Przyglądamy się ultracienkiej izolacji od wewnątrz!

Farba, która odbija promieniowanie cieplne

Podstawą tego przełomu jest innowacyjne podejście do składu farby. W przeciwieństwie do konwencjonalnych farb, nowa farba ma dwuwarstwową strukturę. Dolna warstwa zawierająca płatki aluminium odbijające promieniowanie cieplne jest połączona z ultracienką, przezroczystą warstwą górną, która zawiera nieorganiczne nanocząsteczki. Taka konstrukcja nie tylko zapewnia efektywną izolację, ale także oferuje szeroki zakres kolorów, które pasują do różnych estetyk.

W przypadku zastosowań na zewnątrz, farba odbija znaczną część promieniowania słonecznego, które przyczynia się do naturalnego ogrzewania budynku. Fakt ten jest zdecydowanie najbardziej istotny pod kątem redukcji zapotrzebowania na chłodzenie w ciągu lata. Poprzez przepuszczenie większości tego promieniowania przez warstwę koloru, farba zapobiega wchłanianiu ciepła przez materiały budowlane. W chłodniejszych warunkach farba stosowana na wewnętrznych ścianach pomaga zatrzymać ciepło w środku.

Nie tylko izolacja budynku!

Potencjał tych farb przekracza tradycyjne zastosowania w budynkach. Technologia ta może być również wykorzystana w ciężarówkach i wagonach kolejowych, które służą do transportu produktów wymagających chłodzenia, co często generuje wysokie koszty. Dzięki dwuwarstwowej strukturze farb, można je stosować na różnych powierzchniach, niezależnie od ich kształtu i materiału, co zapewnia lepszą izolację termiczną w różnych sytuacjach.

Farby te posiadają właściwości wodoodporne, co zapewnia ich stabilność nawet w wilgotnych warunkach. Zostały również przetestowane pod kątem odporności na ekstremalne temperatury i środowiska kwasowe.

Zespół ciężko pracuje nad doskonaleniem farb pod kątem praktycznych zastosowań, co może otworzyć nową erę w zakresie energooszczędnego budownictwa i transportu. Być może w przyszłości przyniesie szereg korzyści zarówno dla środowiska, jak i gospodarki.

Źródło: Environmental Leader.