この素材は、周囲の環境に適応する能力を持つ爬虫類であるカメレオンに見立てたものである。例えば、暑い日には、赤外線を最大92％放出し、建物内を冷やすことができる。一方、寒い日には、赤外線の7％しか放出しないので、建物を暖かく保つことが可能なのだ。
この研究を率いたPo-Chun Hsu助教授は、「私たちは本質的に、建物を人間のように扱う低エネルギーな方法を発見しました。」「このようなスマートな素材があれば、大量のエネルギーを使わずに建物の温度を維持することができます。」と語っている。
建物は、世界で生産されるエネルギーの30％を使用し、温室効果ガス排出の10％に寄与すると予測されている。そして、この二酸化炭素排出量の約半分は、室内空間の冷暖房に使用されている。
「長い間、私たちの多くは、室内の温度調節にどれだけのエネルギーが必要かを考えずに、当たり前のように使ってきました。」と教授は言う。「もし私たちがカーボン・ネガティブな未来を望むのであれば、よりエネルギー効率の高い方法で建物の温度をコントロールする多様な方法を考えなければならないと思います。」
研究者たちは新しい論文の中で、このデバイスが、金属と液体の状態間を素早く、かつ可逆的に反転できることを説明している。さらに、1800サイクル後でも、2つの構造を反転させる能力が有効であることを実証しているのだ。
「このようなスマートな材料があれば、大量のエネルギーを使わずに建物の温度を維持することができます。」
研究チームは、この素材が15都市の商業ビルのエネルギーコストを下げる可能性についてシミュレーションを作成し、典型的なオフィスビルでは、この素材のエレクトロクロミック変化を誘発するのに必要な電力は、ビルの総電気消費量の0.2%未満であると結論付けた。ただし、空調の年間使用量を8.4％削減される可能性があります。
「いったん状態が切り替われば、どちらの状態を維持するにも、それ以上エネルギーを加える必要はありません。」とHsu氏は言う。「だから、頻繁に状態を切り替える必要のない建物では、ごくわずかな電力しか使っていないのです。
このように考え抜かれた設計は、通常の建物を環境に優しいものに変えることができ、現在のプロジェクトにも、将来の新しいプロジェクトにも適用できるかもしれない。
Hsu氏のチームは、まだこの素材を6cmほどの大きさにしか作っていない。しかし、この材料は、必要に応じて他の用途に変更したり、より大きなシートに重ねたりすることができるだろうと考えている。
研究者は現在、材料を作るためのいくつかのプロセスを調査中である。 さらに、彼らは材料の遷移相の潜在的な用途を調べたいと考えている。
この研究は最近、Nature Sustainability journalに掲載されたものである。
（この記事は、英国のテクノロジー特化メディア「Wonderfulengineering.com」から転載したものです）
