Ein innovativer Baustoff mit chamäleonähnlichen Eigenschaften ist in der Lage, die Farbe zu wechseln, aber nicht nur. Es kann auch die Menge an Wärme, die es aufnimmt oder abgibt, in Abhängigkeit von der Außentemperatur ändern.
An heißen Tagen kann sich dieses Material lösen bis zu 92 % Infrarotwärme Das hält und hilft, das Innere eines Gebäudes kühl zu halten. Im Winter jedoch das Material es emittiert nur 7 % seines Infrarots, was dazu beiträgt, das Gebäude warm zu halten.
Ein Material, das sich wie ein Mensch verhält
„Wir haben eine energieeffiziente Möglichkeit geschaffen, die Gebäudetemperatur zu steuern. Ein ähnlicher Ansatz wie der, den eine Person wählen würde. „Eine Person, die sich bei Kälte eine zusätzliche Schicht überzieht und bei Hitze eine auszieht“, erklärt der Assistenzprofessor Po Chun Hsu von der University of Chicago.
Diese Art von intelligentem Material ermöglicht es uns, eine angenehme Temperatur in Gebäuden aufrechtzuerhalten, ohne große Mengen davon verwenden zu müssen energia.
Wie das Chamäleon-Material geboren wird
Das von Hsu und Kollegen entwickelte nicht brennbare Baumaterial ist „elektrochrom“. Was bedeutet das? Es enthält eine Schicht, die zwei Konformationen annehmen kann: festes Kupfer, das den größten Teil der Infrarotwärme speichert, oder eine wässrige Lösung, die Infrarot emittiert.
Ein daran angeschlossenes Gerät verwendet eine kleine Menge Strom, um eine chemische Verschiebung zwischen den Zuständen zu induzieren, indem das Kupfer in einem dünnen Film abgeschieden oder entfernt wird.
In ihrem Papier (dass ich dich hier verlinke) erklärten die Forscher detailliert, wie das Gerät schnell und reversibel zwischen dem metallischen und dem flüssigen Zustand wechseln kann. Die Fähigkeit, von einer Konformation in eine andere zu wechseln, blieb auch nach 1.800 Zustandsübergängen effizient.
Von welcher Leistung reden wir?
Die Forscher entwickelten Szenarien, um zu demonstrieren, wie ihr Material die Energiekosten in Gebäuden in verschiedenen Städten senken könnte.
Nach ihren Berechnungen wäre der Einsatz von Elektrizität die Aktivierung der elektrochromen Veränderungen des Chamäleonmaterials weniger als 0,2 % des Gesamtverbrauchs des Gebäudestroms. Aber es könnte Ihnen Geld sparen 8,4 % des jährlichen Energieverbrauchs.
Chamäleonmaterial: nächste Schritte
Hsus Team hat bisher nur Materialstücke mit einem Durchmesser von etwa 6 cm hergestellt, sie haben jedoch den Ehrgeiz, aus diesen Fragmenten immer größere Platten herzustellen.
In den nächsten Schritten prüfen die Forscher die Möglichkeit, das Material mit verschiedenen Farbtönen individuell zu gestalten. Die „wässrige Phase“ ist transparent und würde die Verwendung einer breiten Palette von Farben ermöglichen, ohne die Fähigkeit des Chamäleonmaterials, Infrarotstrahlen zu absorbieren, zu beeinträchtigen.
Ich kann es kaum erwarten, dass Ingenieure und Baufachleute diese Entdeckung perfektionieren: Das sind die geeigneten Lösungen für eine nachhaltigere Zukunft
