Примечание редактора: «Design for Impact» — это серия статей, посвященных инновационным решениям для сообществ, пострадавших от климатического кризиса, стихийных бедствий и других гуманитарных чрезвычайных ситуаций.
Си-Эн-Эн —
Когда Джо Дусет купил новый дом в Катоне, штат Нью-Йорк, он хотел сделать его максимально экологичным. Как дизайнер и изобретатель, он сразу же задался вопросом, может ли внешний вид его дома сыграть роль в смягчении последствий изменения климата.
«Одним из вопросов, о котором я раньше не задумывался, был вопрос: в какой цвет мне покрасить дом?» — сказал он CNN во время видеозвонка.
Хорошо известно, что светлые здания отражают тепло и остаются прохладными, в то время как более темные поглощают — просто сравните холодные Традиция черного жилья в Скандинавии переходит в побеленные дома, которые можно встретить в теплых странах. Страны Средиземноморья. Но какой оттенок будет лучше всего смотреться в климате Нью-Йорка, с жарким летом, но темной и снежной зимой?
Дусе начал с 3D-печати небольших моделей своего дома, с одинаковым уровнем изоляции, и покраски их в разные цвета. В течение года он обнаружил, что зимой внутренняя температура Черная модель была в среднем на 7 градусов по Фаренгейту теплее белой. Летом дом белой модели был на 12 градусов по Фаренгейту прохладнее.
«Ответ был не таким: «В черный или белый цвет?». Ответ был таким: зимой он должен быть черным, а летом — белым», — сказал он о результатах. «На самом деле нецелесообразно красить дом дважды в год. Я начал думать: «Разве есть другие способы сделать это?»
На решение Дусе вдохновил его детский интерес к кольцам настроения, представляющим собой искусственные «камни», которые меняют внешний вид в зависимости от температуры пальцев владельца.
«Я помню, как меня в детстве увлекало кольцо настроения, и я действительно пытался разобраться и понять, что это такое», — объяснил он. «Я знал, даже будучи 7-летним, что (изменение цвета кольца) не имеет ничего общего с моим настроением, что здесь задействована какая-то химия. Химия, которая создает это изменение, очень, очень похожа на ту, которую я использовал».
Процесс, о котором идет речь, называется термохромным откликом, который относится к тому, как цепочки жидких кристаллов реагируют на температуру воздуха. В кольце настроения эти жидкие кристаллы содержатся внутри «драгоценного камня», заставляя его цвет меняться.
Дусе разработал своего рода термохромный пигмент, содержащий кристаллы, и начал экспериментировать с банкой обычной краски для дома и различными добавками. Результатом стало вещество, которое могло менять цвет, поглощая ультрафиолетовый свет (который выделяет тепло) выше определенной температуры.
Несмотря на то, что он назвал «большим успехом» своих первоначальных испытаний, Дусе обнаружил, что его новые краски будут медленно разрушаться на солнце. Но после экспериментов в течение еще одного года дизайнер решил проблему с помощью защитной добавки. Его климатически чувствительная краска, как он ее называет, выглядит «очень, очень темно-серой» при температуре ниже 77 градусов по Фаренгейту и постепенно светлеет по мере повышения температуры. С тех пор Дусе подал заявку на патент на эту технологию.
Он признает, что его изобретение не будет особенно полезным для людей в постоянно жарком или холодном климате. Но Дусе считает, что его краска может стать «переломным моментом» для тех, кто живет в умеренных зонах мира — включая большую часть Северной Америки, Европы и Азии — где средние температуры обычно выше 50 градусов по Фаренгейту в самые теплые месяцы, но не ниже 26,6 градусов по Фаренгейту в самые холодные.
Меняется в зависимости от времени года
Прошлый год был самым жарким за всю историю наблюдений. Это также первый календарный год, когда температура превысила доиндустриальный уровень на 1,5 градуса по Цельсию — критический климатический порог.
Дусе рассматривает свое изобретение как прямой ответ на это изменение климата, а не как инновационную новую технологию: «Это можно было сделать 70 лет назад, просто в этом не было необходимости», — объяснил он. «В то время изменение климата не было проблемой».
Но изобретение Дусе может не только помочь домовладельцам справиться с повышением температуры, но и повлиять на загрязнение климата. на фоне растущих расходов на электроэнергию и зависимости от кондиционирования воздуха (в 2020 году 88% домохозяйств США использовали кондиционеры, тогда как два десятилетия назад этот показатель составлял 77%).
По данным Международного энергетического агентства, эксплуатация зданий составляет 30% мирового потребления энергии. Но дома с улучшенным терморегулированием потребляют меньше энергии за счет снижения спроса как на кондиционирование воздуха, так и на отопление. Моделирование Дусе «консервативно» предсказывает, что его краска может помочь домохозяйствам сэкономить от 15% до 30% расходов на электроэнергию.
Помимо науки, Дусе считает, что в идее о том, что здания могут меняться в зависимости от времени года, как листья на дереве, есть своя красота. «Есть что-то поэтическое в том, чтобы видеть, как окружающая среда и созданный мир меняются в зависимости от времени года, как это делает природа», — сказал он.
Он также отмечает, что новые краски, реагирующие на изменение климата, должны не только менять цвет с белого на черный: «Вы можете тонировать его практически в любой цвет», — объяснил он. Дом может стать светло-голубым в теплые месяцы, прежде чем стать темно-синим зимой, привел он в качестве примера.
Итак, после разработки его прототипа технологии, как скоро люди смогут красить с его помощью свои дома?
«От пяти до десяти лет», — сказал Дусе, оговорившись, что его распространение будет зависеть от того, как на него отреагируют люди. Пока, по его словам, ответы варьировались от «удивительно» до «я вам не верю».
Изменение политического климата также может повлиять на путь его продукта к рынку. Обещание президента Дональда Трампа «прекратить» политику чистой энергии своего предшественника Джо Байдена, которую он назвал «Новой зеленой аферой», создало неопределенный климат для экоинвестирования. Дусе, который также участвует в ветроэнергетическом предприятии, говорит, что последовавшее за этим изменение в том, как инвесторы реагируют на зеленые проекты, заставило его неохотно привлекать венчурный капитал и заниматься этим в одиночку.
Вместо этого он надеется найти партнера, который сможет вывести изобретение на рынок, например, компанию по производству красок, химическую компанию или их комбинацию. «Когда ситуация меняется», — сказал он, имея в виду планы администрации Трампа по сокращению субсидий и налоговых льгот для проектов в области чистой энергии, «вам нужно меняться вместе с ними».
Тем не менее, Дусе, похоже, уверен, что его творение имеет потенциально огромный рынок. Краску можно использовать не только на домах, но и на более крупных зданиях, таких как школы, фабрики и другие сооружения, требующие контролируемой внутренней среды. Хотя он осторожен и не переоценивает влияние своего изобретения.
«Нет единого решения проблемы изменения климата. Это ряд шагов и небольших действий», — сказал он. «Но это может быть значимым».
