La doublure intelligente régule la température en changeant de forme de solide à liquide

Des chercheurs de l'Université de Chicago ont développé un matériau de construction semblable à un caméléon :

change sa couleur et sa quantité infrarougela chaleur qu'il absorbe ou émet, en fonction de la température extérieure. Lors des journées chaudes, le matériau émet jusqu'à 92 % de sa chaleur infrarouge, contribuant ainsi à rafraîchir l'intérieur du bâtiment. Par temps froid, en revanche, le matériau n'émet que 7 % de son rayonnement infrarouge, gardant ainsi le bâtiment au chaud.

Le principe de fonctionnement du revêtement. Image : Groupe Hsu, École Pritzker d'ingénierie moléculaire de l'Université de Chicago 

Le secret du matériau réside dans une couche spéciale quipeut prendre deux formes différentes : du cuivre solide, qui retient l’essentiel de la chaleur infrarouge, ou une solution aqueuse, qui émet un rayonnement infrarouge. La commutation entre les deux formes s'effectue à l'aide d'une petite décharge électrique. Une telle exposition provoque un déplacement chimique entre les états, soit en déposant du cuivre sous la forme d'un film mince, soit en éliminant ce cuivre. 

Le matériau créé ne brûle pas et sa couleur peut êtreêtre personnalisé selon les besoins architecturaux. La phase aqueuse est transparente et presque n'importe quelle couleur peut être placée derrière sans affecter sa capacité à absorber le rayonnement infrarouge, expliquent les auteurs. Ils notent également que la température à laquelle la source électrique est activée et modifie les propriétés du revêtement peut être ajustée par l'utilisateur.

Le matériau contient une couche qui peut prendredeux états : cuivre massif, retenant l'essentiel de la chaleur infrarouge, ce qui contribue à maintenir le bâtiment au chaud ; ou une solution aqueuse qui émet un rayonnement infrarouge, ce qui peut aider à refroidir le bâtiment. Image : Hsu Group, Pritzker School of Molecular Engineering de l'Université de Chicago

Dans leur travail, les ingénieurs ont décrit un prototypebardage du bâtiment : un carré mesurant environ 6 cm de diamètre. Pour les applications réelles, un grand nombre de ces sections de régulation thermique peuvent être combinées en grandes feuilles, comme des carreaux. L'étude a révélé que la capacité du matériau à basculer entre deux états restait efficace même après 1 800 cycles. 

En fait, nous avons trouvé un moyen à faible consommation d'énergietraiter le bâtiment comme une personne. Vous rajoutez une couche quand vous avez froid et enlevez une couche quand vous avez chaud. Un tel matériau intelligent nous permet de maintenir la température dans le bâtiment sans coûts énergétiques énormes.

Po-Chun Hsu, professeur à l'Université de Chicago et responsable de l'étude

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