Eine von Chamäleons inspirierte Beschichtung könnte Gebäude im Laufe der Jahreszeiten kühlen und wärmen

Wenn der Sommer in den Herbst übergeht, schalten viele Menschen die Klimaanlage aus und schalten stattdessen die Heizung ein. Doch herkömmliche Heiz- und Kühlsysteme sind energieintensiv und da sie typischerweise mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, sind sie nicht nachhaltig. Nun hat sich ein Team gemeldet, indem es ein in der Wüste lebendes Chamäleon nachahmt Nano-Buchstaben hat eine energieeffiziente und kostengünstige Beschichtung entwickelt. Das Material könnte Gebäude im Sommer kühl und im Winter warm halten – ohne zusätzliche Energie.

Viele Wüstenbewohner verfügen über spezielle Anpassungen, die es ihnen ermöglichen, in rauen Umgebungen mit großen täglichen Temperaturschwankungen zu überleben. Beispielsweise ändert das Namaqua-Chamäleon im Südwesten Afrikas seine Farbe, um seine Körpertemperatur zu regulieren, wenn sich die Bedingungen ändern. Bei heißen Temperaturen erscheinen die Tiere hellgrau, um das Sonnenlicht zu reflektieren und kühl zu bleiben. Sobald sie abkühlen, werden sie dunkelbraun, um stattdessen Wärme aufzunehmen.

Diese einzigartige Fähigkeit ist ein natürlich vorkommendes Beispiel für passive Temperaturkontrolle – ein Phänomen, das angepasst werden könnte, um energieeffizientere Gebäude zu schaffen. Doch viele Systeme, etwa kühlende Farben oder farbige Stahlfliesen, dienen nur dazu, Gebäude entweder kühl oder warm zu halten, und können nicht zwischen den „Modi“ wechseln.

Inspiriert durch das Namaqua-Chamäleon wollten Fuqiang Wang und seine Kollegen eine farbverändernde Beschichtung entwickeln, die sich an schwankende Außentemperaturen anpasst.

Um die Beschichtung herzustellen, vermischten die Forscher thermochrome Mikrokapseln, spezielle Mikropartikel und Bindemittel zu einer Suspension, die sie auf eine Metalloberfläche sprühten oder aufstrichen. Beim Erhitzen auf 20 Grad Celsius begann sich die Oberfläche von dunkel nach hellgrau zu verändern. Bei einer Temperatur von 86 Grad reflektierte die helle Folie bis zu 93 % der Sonnenstrahlung. Selbst wenn das Material einen ganzen Tag lang auf über 175 Grad erhitzt wurde, zeigte es keine Anzeichen von Schäden. Als nächstes testete das Team es zusammen mit drei herkömmlichen Beschichtungen – normaler weißer Farbe, einer Farbe mit passiver Strahlungskühlung und blauen Stahlfliesen – in Außentests an Miniaturgebäuden in Hundehüttengröße über alle vier Jahreszeiten hinweg.

Die Forscher sagen, dass dieses Farbwechselsystem in Regionen mit mehreren Jahreszeiten eine beträchtliche Menge Energie einsparen könnte und gleichzeitig kostengünstig und einfach herzustellen sei.