Alors que l’été tire à sa fin, de nombreuses personnes éteignent la climatisation et allument le chauffage. Mais les systèmes de chauffage et de refroidissement traditionnels sont gourmands en énergie et, comme ils fonctionnent généralement aux combustibles fossiles, ils ne sont pas durables. Désormais, en imitant un caméléon vivant dans le désert, une équipe rapporte dans Nano Letters a développé un revêtement économe en énergie et économique. Ce matériau pourrait garder les bâtiments frais en été ou chauds en hiver sans énergie supplémentaire.

De nombreuses créatures du désert ont des adaptations spécialisées qui leur permettent de survivre dans des environnements difficiles avec d'importants changements de température quotidiens. Par exemple, le caméléon Namaqua du sud-ouest de l’Afrique modifie sa couleur pour réguler sa température corporelle à mesure que les conditions changent. Les créatures apparaissent gris clair par temps chaud pour refléter la lumière du soleil et rester au frais, puis virent au brun foncé une fois refroidies pour absorber la chaleur.

Cette capacité unique est un exemple naturel de contrôle passif de la température, un phénomène qui pourrait être adapté pour créer des bâtiments plus économes en énergie. Mais de nombreux systèmes, tels que les peintures rafraîchissantes ou les tuiles en acier colorées, sont uniquement conçus pour maintenir les bâtiments au frais ou au chaud, et ne peuvent pas basculer entre les « modes ».

Inspirés par le caméléon Namaqua, Fuqiang Wang et ses collègues voulaient créer un revêtement aux couleurs changeantes qui s'adapterait aux fluctuations des températures extérieures.

Pour réaliser le revêtement, les chercheurs ont mélangé des microcapsules thermochromiques, des microparticules spécialisées et des liants pour former une suspension qu'ils ont pulvérisée ou brossée sur une surface métallique. Lorsqu’elle a été chauffée à 68 degrés Fahrenheit, la surface a commencé à passer du gris foncé au gris clair. Une fois atteint 86 degrés, le film de couleur claire réfléchissait jusqu’à 93 % du rayonnement solaire. Même chauffé à plus de 175 degrés pendant une journée entière, le matériau ne présentait aucun signe de dommage. Ensuite, l'équipe l'a testé avec trois revêtements conventionnels :une peinture blanche ordinaire, une peinture à refroidissement radiatif passif et des tuiles en acier bleues - lors de tests extérieurs sur des bâtiments miniatures de la taille d'une niche tout au long des quatre saisons.

• En hiver, le nouveau revêtement était légèrement plus chaud que le système de refroidissement radiatif passif, même si les deux maintenaient des températures similaires dans des conditions plus chaudes.
• En été, le nouveau revêtement était nettement plus frais que la peinture blanche et les carreaux en acier.
• Au printemps et à l'automne, le nouveau revêtement était le seul système capable de s'adapter aux changements de température très variables, passant du chauffage au refroidissement tout au long de la journée.

Les chercheurs affirment que ce système de changement de couleur pourrait permettre d'économiser une quantité considérable d'énergie dans les régions connaissant plusieurs saisons, tout en restant peu coûteux et facile à fabriquer.

Plus d'informations : "Chaud en hiver et frais en été" Revêtement adaptatif de température inspiré des biocaméléons évolutifs avec une préparation et une construction faciles, Nano Letters (2023). DOI :10.1021/acs.nanolett.3c02733

Informations sur le journal : Lettres nano

Fourni par l'American Chemical Society