Materiál inspirovaný chameleony ohřívá domy v zimě a chladí v létě  
Pouštní chameleon namibijský nemění barvu ani tak pro maskování, ale kvůli termoregulaci. V horkém dni zesvětlá, během chladné noci ztmavne. Nový materiál TARCC, založený na mikrokapsulích s polyvinylidenfluoridem, dokáže totéž, když s ním jsou natřené střechy nebo třeba zdi domů.
Chameleonská termoregulace. Kredit: American Chemical Society.
Chameleonská termoregulace. Kredit: American Chemical Society.

Chameleon namibijský (Chamaeleo namaquensis) žije v pouštích na jihozápadě Afriky. Na první pohled se tam moc nehodí, ale ve skutečnosti má k dispozici pozoruhodný trik, díky němuž se tenhle chameleon obstojně adaptoval na pouštní prostředí. Mění barvu, tak jako ostatní chameleoni. Nesnaží se ovšem maskovat, ale dělá to kvůli termoregulaci.

 

Fuqiang Wang. Kredit: Fuqiang Wang
Fuqiang Wang.
Kredit: Fuqiang Wang

Zbarvuje se tak, aby byl ve vedru pouštního dne co nejchladnější a v ledově chladné pouštní noci zase naopak. Přes den je chameleon namibijský světle šedý a takto barevnou kůží odráží infračervené tepelné záření. Když teplota okolí poklesne, přebarví se do tmavě hnědé, která tepelné záření naopak absorbuje.

 

Chameleon v poušti Namib. Kredit: Yathin S Krishnappa / Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0
Chameleon v poušti Namib. Kredit: Yathin S Krishnappa / Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0

Mezinárodní tým odborníků, který vedl Fuqiang Wang z čínského institutu Harbin Institute of Technology, se inspiroval u pouštních chameleonů a vyvinul kapalný materiál, který napodobuje jejich termoregulaci. Jde nátěr měnící barvu podle teploty prostředí, který je možné použít třeba na vnější zdi budov, na střechy nebo i další konstrukce, které jsou vystavené slunečnímu záření.

 

Vznikl materiál, jemuž tvůrci říkají TARCC (Temperature-adaptive radiative cooling coating). Obsahuje mikrokapsule s termoplastickým fluoropolymerem polyvinylidenfluoridem (PVDF), který mění barvu podle teploty prostředí. Badatelé otestovali „chameleonský“ nátěr tak, že ho natřeli na polystyrenové boxy obalené hliníkovou fólií a poté je vystavily různým teplotám. Při teplotě 20 °C se začalo měnit zbarvení nátěru a při teplotě 30 °C zesvětlal natolik, že odrážel až 93 procent slunečního záření.

 

V další sérii experimentů testovali miniaturní modely budov, které byly umístěny venku a vystavené rozmarům počasí. Tyto modely byly pokryty „chameleonským“ nátěrem a pro kontrolu dalšími typy povrchů, včetně běžné bílé barvy nebo barvy pro pasivní radiační chlazení. Materiál TARCC zůstával chladný během léta a jako jediný z použitých materiálů se dokázal na jaře a na podzim přepínat mezi ohříváním a ochlazováním během jednoho dne.

 

Video: Chameleon solar panel - 24 Hours of Earth: Preview - BBC One

 

Video: The World's Only Desert Chameleon! ft. Namaqua Chameleon

 

Literatura

New Atlas 21. 9. 2023.

Nano Letters online 20. 9. 2023.

Datum: 23.09.2023
Tisk článku

Související články:

Kamufláž barvoslepých hlavonožců     Autor: Josef Pazdera (25.05.2011)
Nový nejčernější materiál světa se stal uměleckým dílem     Autor: Stanislav Mihulka (15.09.2019)
Ultračerné materiály jsou fajn. Ale ultrabílá barva je doopravdy cool!     Autor: Stanislav Mihulka (24.10.2020)
Důmyslný střešní materiál se ochlazuje v létě a ohřívá v zimě     Autor: Stanislav Mihulka (27.12.2021)



Diskuze:

Kde se "meri" teplota pro regulaci?

Jiri Tesitel,2023-09-25 09:48:41

Napad je to krasny, ale v zime (na podzim, na jare), kdyz bude svitit slunicko, tak se mi fasada ohreje na 30`C a pak uz nic, i kdyz uvnitr bude +15`C a potrebuju topit...

Odpovědět

Za chladné noci není černý povrch výhodný.

Jiří Pospíšil,2023-09-25 03:01:05

Samozřejmě, bílá barva je z hlediska jak odrážení tepelného záření na poušti i na střeše v létě výhodnější, Ale tmavá v chladné noci výhodná není, vyzařuje víc tepla proti studenému nebi, než barva světlá.
Každý kdo viděl po mrazivé noci auta parkující na dvoře činžáku, si musel všimnout toho, že lidé používající tmavá auta musí oškrabávat více námrazy, než ti, jejichž auta jsou světlá.
Jedduchou fyziku ani pojmy jako albedo k tomu vlastně ani znát nemusíme.
Ale autoři podobných článků by přece jen měli.

Odpovědět


Re: Za chladné noci není černý povrch výhodný.

Miyuki Pateru,2023-09-25 09:20:33

Ten pigment může být selektivní, to pak docela změní situaci. Možná se to jenom někde ztratilo v překladu.
Ten chladící pigment také funguje na tomto principu.

Odpovědět


Re: Za chladné noci není černý povrch výhodný.

Josef Hrncirik,2023-09-26 15:54:59

Ani napudrovaný Trump nebyl bílý pro dlouhovlnné noční IČ okno do Vesmíru, ale o polednách na střeše fungoval.

Odpovědět

Jakub Fiala,2023-09-23 19:48:52

"Pouštní chameleon namibijský nemění barvu ani tak pro maskování, ale kvůli termoregulaci. "

Tahle věta implikuje, že chameleóni jindy používají změnu barvy k maskování. Není to však tak, že jejich změna barvy vyjadřuje změnu nálad? - https://cs.wikipedia.org/wiki/Chameleoni

Odpovědět


Re:

Jakub Fiala,2023-09-23 19:50:05

"Nesnaží se ovšem maskovat, ale dělá to kvůli termoregulaci." Tady to vyznívá ještě více explicitně.

Odpovědět

Ale polyfluorované chemikálie jsou vesměs zakázány

Petr Pikal,2023-09-23 17:37:47

Polyfluorované chemikálie jsou zakázány jak v Evropě (https://echa.europa.eu/cs/hot-topics/perfluoroalkyl-chemicals-pfas) tak i v řadě dalších zemí. Takže z toho asi nic nebude. Termochromních materiálů je jinak celá řada a je tu i otázka ceny, protože bílý nátěr (vápno, bílý pigment) bude patrně vždycky levnější než tahle specialita.

Odpovědět


Re: Ale polyfluorované chemikálie jsou vesměs zakázány

Pavel Piskač,2023-09-23 19:38:08

Netýká se polymerů.

Odpovědět


Re: Re: Ale polyfluorované chemikálie jsou vesměs zakázány

Jakub Fiala,2023-09-23 19:56:58

Jop třeba Teflon

Odpovědět


Re: Re: Re: Ale polyfluorované chemikálie jsou vesměs zakázány

Josef Hrncirik,2023-09-23 20:45:51

Napřed jop, teprve potom natírej!

Nano Letters online 20. 9. 2023 ukazuje, že v barvě je bisfenol A.
Expozice vysokým úrovním bisfenolu A může zvýšit riziko erektilní dysfunkce a problémy se sexuální touhou a ejakulací.
Vychlazení muže, až že nemůže, může být ireparabilní!

Odpovědět


Re: Re: Ale polyfluorované chemikálie jsou vesměs zakázány

Petr Pikal,2023-09-23 23:18:00

Zatím to asi plně upečeno na půdě ECHA není ale teflon spadá do PFAS a při současném rozpoložení EP a EC je docela možné, že se ho zákaz bude týkat patrně s tím, že budou vybrané aplikace kde ho bude možné použít.

Odpovědět


Re: Re: Re: Ale polyfluorované chemikálie jsou vesměs zakázány

Josef Hrncirik,2023-09-24 07:58:55

P. Fiala povolí pečení jen na Dupont Teflone, který lze v kuchyni jen velmi obtížně napolysulfonovat.
Jde jen o to, aby klesl odbyt Babišova řepkového oleje.
UltraFialova katastrofa!

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz
Spravovat souhlas s nastavením osobních údajů