Запутавшись в вопросе о том, в какой цвет покрасить свой дом, чтобы добиться максимальной энергоэффективности, дизайнер Джо Дусе разработал краску, реагирующую на температуру: она меняет цвет с белого летом на чёрный зимой.
При разработке термохромной краски для дома Дусет изучил, как работают кольца настроения, которые меняют свой цвет с тёмного на светлый, когда температура на улице достигает 25 градусов Цельсия.
Хотя продукт ещё находится на ранней стадии разработки, Дусе говорит, что его испытания показали, что изменение цвета может повлиять на температуру воздуха внутри здания на целых семь градусов Цельсия.
Здесь нет «никаких умных технологий, никаких движущихся частей, только простое изменение цвета, которое может значительно сократить потребление энергии», — пояснил дизайнер из Нью-Йорка.
Чёрная или белая краска решает только часть проблемы
Дусе начал работу над краской во время ремонта собственного дома, пытаясь выбрать цвет дома снаружи, исходя из того, какой вариант будет лучше экономить энергию.
«Большая часть информации, которую я нашёл, касалась того, что происходит с температурой поверхности, но не того, как это влияет на интерьер», — рассказал Дусе в интервью Dezeen. «Поэтому я решил, что отложу решение на год и проведу тест».
«Как правило, я постоянно провожу около пяти тестов», — добавил дизайнер, среди новаторских проектов которого — визуально привлекательная ветряная турбина Aviva и скамейка для борьбы с террористами, которая может остановить автомобиль.
Его тесты показали, что летом в доме белого цвета на семь градусов Цельсия холоднее, чем в чёрном, а зимой — на четыре градуса. Эти результаты совпадают с результатами научных исследований.
Для тех, кто живёт вблизи экватора, где круглый год тепло, или на крайнем севере или юге, где обычно холодно, это даёт чёткий ответ, в какой цвет красить дом, — заключил Дусе.
Но как быть с подавляющим большинством населения планеты, которое живёт в умеренном климате и испытывает трудности с обогревом зимой и охлаждением летом? Для них, по мнению Дусе, должна существовать краска, меняющая цвет.
Краска использует «простую химическую реакцию», вдохновлённую кольцами настроения
Чтобы создать эту краску, дизайнер применил «очень простую химическую реакцию», которая также используется в кольцах настроения, содержащих жидкие кристаллы, меняющие цвет в ответ на изменение температуры.
Изменение цвета происходит потому, что колебания температуры меняют молекулярную структуру кристаллов, влияя на длины волн света, которые они отражают или поглощают.
Следуя этому принципу, он разработал добавку, содержащую жидкие кристаллы, и соединил её с обычной магазинной краской для дома. Однако она довольно быстро переставала работать, поскольку жидкие кристаллы разрушались под воздействием ультрафиолета.
Настоящей проблемой стало то, как защитить материал от деградации — и эту задачу, по мнению Дусе, он решил. Его испытания показали нулевую деградацию в течение года.
По словам Дусе, добавка работает с любой краской любого базового цвета, но она должна быть белой или бледной, чтобы использовать преимущества тепловой защиты. При температуре ниже 25 градусов Цельсия жидкокристаллическая структура в составе добавки поглощает большую часть видимого света, поэтому мы воспринимаем поверхность как чёрную.
При температуре выше 25 градусов жидкокристаллический слой становится прозрачным, обнажая базовый цвет под ним. Изменение цвета происходит практически мгновенно, поэтому здание имеет тот или иной цвет, а не промежуточный.
Следующий этап разработки — «поиск неизвестных».
Сейчас Дусе ищет партнёра-производителя, который поможет ему продолжить испытания и вывести продукт на рынок.
«Остаётся вопрос, как долго продлится этот эффект?» — говорит Дусет. «И вот тогда я буду готов выпустить его в мир и наладить партнёрские отношения с несколькими людьми. Наука [процесса] надёжна, но нужно выявить неизвестные проблемы и разобраться с ними».
Он считает, что краска может быть полезна не только для домов, но и для школ, заводов и других крупных зданий. Однако его инновация пришла слишком поздно для его собственного дома.
«Я слишком нетерпелив», — говорит Дусе. «За это время я успел покрасить свой дом в чёрный цвет».
Обычно белый цвет зданий вызывает эффект альбедо, который помогает охладить температуру наружного воздуха и часто ассоциируется с белой окраской крыш.
Однако исследователи также признают влияние на внутреннюю температуру строений, разрабатывая такие инновации, как «ультрабелая» краска, отражающая 98 процентов солнечного света, и облицовочный материал на основе графена, способный менять свои характеристики отражения инфракрасного излучения.
Недавно британский инженер Том Гринхилл предложил покрасить окна йогуртом, чтобы обеспечить временную защиту во время аномальной жары.
