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Nov 11, 2023

科学者が電気代を削減できるカラフルな新しい塗料を設計 : ScienceAlert

スタンフォード大学の科学者たちは、エアコンやヒーターへのますますの依存を軽減するのに役立つ新しい塗料を設計しました。 さまざまな色があり、適切に使用すれば、

スタンフォード大学の科学者たちは、エアコンやヒーターへのますますの依存を軽減するのに役立つ新しい塗料を設計しました。

さまざまな色があり、適切に使用すれば、電気代と排出量を大幅に削減できる可能性があります。

この塗料は太陽からの中赤外線を最大 80% 反射することができ、これは従来のカラー塗料の 10 倍の反射率です。

中赤外線は通常、建物の表面で熱として吸収されます。 建物の外側に使用すると塗料が熱を遮断し、内側に使用すると熱を逃がさないようにすることができます。

そのため、この塗料の開発者らは、この塗料はさまざまな気候で使用できる「年間を通じて省エネのソリューション」を提供すると述べている。

人工的に暖かい条件でテストしたところ、この塗料は密閉空間を冷却するのに必要なエネルギー量をほぼ 21% 削減しました。 人工的に低温の環境でテストしたところ、空間を暖めるのに必要なエネルギーが 36% 削減されました。

研究者らは、建物全体で、この塗料が中層アパートの暖房、換気、冷房に必要なエネルギーの 7.4 パーセントを節約できると推定しています。

特に米国の建物が国の総エネルギー消費量の約 40% を占めており、その多くが暖房、換気、空調に使われていることを考えると、これは決して小さな額ではありません。

気候変動に伴い、世界中で極端な気温がより深刻かつ頻繁になっており、多くの場合、暑さをしのぐための第一の方法は依然としてエアコンです。

2050 年までに、世界の全世帯の 3 分の 2 にエアコンが普及するとの推計もあります。 これらの装置は間違いなく命を救うことができますが、建物を冷却する最も安価で環境に優しい方法ではなく、二酸化炭素排出と大気汚染を引き起こし、ひいては命を危険にさらします。

他の絵の具や釉薬は中赤外線を反射するのに役立ちますが、スタンフォードのこの新しいバージョンは単なる純白や銀ではありません。 色は白、青、赤、黄、緑、オレンジ、紫、濃い灰色などがあります。

この虹は、新しいペイントが 2 つの層を連続して適用されているために可能です。 1 つ目は反射性の最下層で、銀色のアルミニウム フレークが含まれています。 2 つ目は、カラフルな無機ナノ粒子を含む赤外線透過性の最上層です。

この二重層の設計は、他の波長の赤外線を反射するために以前にも作成されているため、完全にユニークというわけではありませんが、かなり効果的であるように見えます。

著者らは、「この塗料の多用途性は、さまざまな形状や素材のさまざまな表面に適用できることに加えて、さまざまなシナリオで幅広く役立つものとなっている」と書いている。

建物の外側で使用すると、太陽からの赤外線が塗料の最上層を通過し、鏡のような最下層で反射します。 こうすることで、太陽からの熱が建物に吸収されなくなります。

さらに嬉しいことに、これらの層は両方とも撥水性があり、湿気の多い高温の環境でも機能します。

「ゼロエミッション目標を達成するには、暖房と空調の両方でエネルギーと排出量を世界的に削減する必要があります」とスタンフォード大学の材料科学者イー・クイ氏は言う。

「人間の居住空間や作業空間とその周囲の間の熱交換をどのように減らすかがますます注目を集めており、窓用の低放射率フィルムなど、断熱性を強化するための新素材が求められています。」

チームは技術を磨き続け、将来的にはこの塗料を商品化したいと考えている。

この研究はPNASに掲載されました。