Австралийские ученые разработали «краску» для охлаждения зданий и сбора воды из воздуха

Исследователи из Австралии разработали наноинженерное полимерное покрытие, похожее на краску, которое, как сообщается, способно пассивно охлаждать здания и одновременно собирать воду непосредственно из воздуха.

Хотя охлаждающие краски сами по себе не новы, разработка исследователей Сиднейского университета и стартапа Dewpoint Innovations может помочь в охлаждении зданий, одновременно решая проблему нехватки воды.

Исследовательская группа под руководством профессора Кьяры Нето создала пористое полимерное покрытие, которое отражает до 97% солнечного света и излучает тепло в воздух, сохраняя температуру поверхностей на шесть градусов ниже температуры окружающего воздуха даже под прямыми солнечными лучами. Этот процесс создает идеальные условия для конденсации атмосферного водяного пара в капли на более холодной поверхности.

Профессор Нето заявила, что это открытие может иметь далеко идущие последствия.

«Эта технология не только продвигает науку в области охлаждающих покрытий для крыш, но и открывает путь к созданию устойчивых, недорогих и децентрализованных источников пресной воды — что является критически важной потребностью в условиях изменения климата и растущей нехватки воды»,

— сказала она.

В ходе шестимесячного исследования, проведенного на крыше Сиднейского научного центра, выяснилось, что росу можно собирать более чем в 32% дней в году. Таким образом, покрытие может обеспечивать устойчивый и прогнозируемый запас воды даже в периоды без дождей. В оптимальных условиях покрытия могут собирать до 390 мл воды на м² в сутки.

Исследование, опубликованное в журнале Advanced Functional Materials, демонстрирует, что пассивное охлаждение и сбор атмосферной воды можно объединить в одном материале, похожем на краску, для крупномасштабного использования.

В отличие от традиционных белых красок, пористые покрытия, изготовленные из PVDF-HFP (сополимера винилиденфторида и гексафторпропилена), не полагаются на УФ-отражающие пигменты, такие как диоксид титана.

«Наша конструкция достигает высокой отражательной способности благодаря своей внутренней пористой структуре, обеспечивая долговечность без экологических недостатков, присущих пигментным покрытиям»,

— сообщил доктор Минг Чиу, ведущий автор исследования и технический директор Dewpoint Innovations.

«Убрав материалы, поглощающие УФ-излучение, мы преодолели традиционный предел солнечной отражательной способности, одновременно избегая бликов благодаря рассеянному отражению. Этот баланс между производительностью и визуальным комфортом облегчает интеграцию и делает продукт более привлекательным для реального применения».

Профессор Кьяра Нето и доктор Минг Чиу

Профессор Нето подчеркивает, что исследование также бросает вызов предположению, что сбор росы эффективен только во влажном климате. «Хотя влажные условия идеальны, роса может образовываться даже в засушливых и полузасушливых регионах, где повышается ночная влажность. Речь идет не о замене дождевой воды, а о её дополнении — обеспечении водой там и тогда, где другие источники становятся ограниченными».

Чтобы вывести открытие из лаборатории на крыши, компания Dewpoint Innovations в настоящее время разрабатывает рецептуру краски на водной основе, которую можно наносить с помощью обычных валиков или распылителей.

Учитывая, что более двух миллионов австралийских домов уже собирают дождевую воду, профессор Нето отметила, что крыши, собирающие росу, могут дополнить существующие системы.