L’été est presque là, une période où de nombreuses personnes essaient de lutter contre la chaleur. Mais faire fonctionner les climatiseurs en permanence peut s’avérer coûteux et source de gaspillage. Des chercheurs, dont les travaux sont publiés dans ACS’ Nano Letters, ont conçu une mousse légère à base de nanocristaux de cellulose à base de bois qui réfléchit la lumière du soleil, émet la chaleur absorbée et est thermiquement isolante. Selon les chercheurs, ce matériau pourrait réduire de plus d’un tiers les besoins en énergie de refroidissement des bâtiments.
Bien que les scientifiques aient mis au point des matériaux de refroidissement, ceux-ci présentent des inconvénients. Certains matériaux qui libèrent passivement la chaleur absorbée laissent passer beaucoup de chaleur dans les bâtiments sous le soleil direct de midi pendant les mois d’été. Et d’autres matériaux qui reflètent la lumière du soleil ne fonctionnent pas bien par temps chaud, humide ou nuageux. Yu Fu, Kai Zhang et leurs collègues ont donc voulu mettre au point un matériau robuste capable de réfléchir la lumière du soleil, de libérer passivement la chaleur et d’empêcher la chaleur de passer.
Pour générer un matériau de refroidissement, les chercheurs ont relié des nanocristaux de cellulose à l’aide d’un pont de silane, avant de congeler et de lyophiliser le matériau sous vide.
Ce processus a aligné verticalement les nanocristaux, ce qui a permis de créer une mousse blanche et légère, qui a réfléchi 96 % de la lumière visible et émis 92 % du rayonnement infrarouge absorbé. Placé au-dessus d’une boîte recouverte d’une feuille d’aluminium et placée à l’extérieur à midi, le matériau a maintenu la température à l’intérieur de la boîte à 16 degrés F de moins qu’à l’extérieur. De même, le matériau a maintenu l’intérieur de la boîte 13 degrés F plus frais lorsque l’air était humide. Au fur et à mesure que la mousse à base de cellulose était comprimée, sa capacité de refroidissement diminuait, révélant des propriétés de refroidissement ajustables.
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L’équipe a calculé que le placement de la mousse sur le toit et les murs extérieurs d’un bâtiment pouvait réduire ses besoins en énergie de refroidissement de 35,4 % en moyenne.
Étant donné que les performances de la mousse de cellulose à base de bois peuvent être ajustées en fonction des conditions météorologiques, les chercheurs affirment que cette technologie pourrait être appliquée dans un large éventail d’environnements.
Les auteurs remercient la Fondation allemande pour la recherche (DFG), le ministère des Sciences et de la Culture de Basse-Saxe, la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, le programme de professeurs spécialement nommés de Jiangsu, le projet d’innovation scientifique et technologique pour les étudiants étrangers de la ville de Nanjing, le programme de recherche et d’innovation pratique de troisième cycle de la province de Jiangsu, les disciplines nationales de première classe (PNFD), la bourse du gouvernement de Jiangsu pour les études à l’étranger et le Conseil chinois des bourses d’études.
