Экспериментальная пленка охлаждает, поглощает тепло и управляет пропусканием сигналов
Белая поверхность охлаждает, чёрная поглощает тепло. Инженеры десятилетиями рассматривали эти варианты как фиксированные и противоположные решения для управления температурой. Проблема в том, что реальные условия не остаются постоянными: поверхность, спасающая от жары летом, бесполезно теряет солнечное тепло зимой. Более того, многие современные покрытия соседствуют с антеннами и электроникой, где требуется управлять ещё и беспроводными сигналами. Объединить всё это в одном материале сложно, поскольку терморегуляция и контроль сигналов основаны на разных физических принципах.
Новая разработка предлагает плёнку, вдохновлённую пингвинами, которая ведёт себя не как пассивное покрытие, а как адаптивная кожа. Она способна поглощать солнечный свет для обогрева, отражать его для охлаждения и даже переключаться между пропусканием и блокировкой микроволн — без двигателей и электроники. Одна сторона предназначена для нагрева. В её основе лежит диоксид ванадия (VO₂) — материал, который меняет электрические свойства с температурой.
Вторая сторона предназначена для охлаждения. Она использует частицы кремнезёма и пористую структуру, чтобы рассеивать солнечный свет и предотвращать нагрев, одновременно эффективно излучая тепло в среднем инфракрасном диапазоне.
Ключевое новшество — связь температуры с управлением сигналом. По мере того, как слой VO₂ нагревается и становится проводящим, микроволновое поведение материала переворачивается. При комнатной температуре он пропускает до 83,6% сигналов. После нагрева электрическое сопротивление падает в десять тысяч раз, превращая плёнку в щит: передача падает до 0,06%, а эффективность экранирования превышает 30 дБ. В простой демонстрации соединение Bluetooth работало нормально на холоде, но прервалось после нагрева.
Новая пленка позволит мгновенно затемнять мотошлемы и очки.
