Het aanbrengen van een verflaag op de muren van een huis kan al snel helpen om het te verwarmen, energie besparen en CO . verminderen ₂ uitstoot. Het zou ook de lucht kunnen zuiveren die we inademen, het afbreken van chemicaliën en verontreinigende stoffen, en het elimineren van schadelijke ziekteverwekkers.

In Europa, de helft van het jaarlijkse energieverbruik van steden gaat naar verwarming en koeling. Ondanks het streven van de EU naar decarbonisatie, 75% van de verwarming en koeling is afkomstig van fossiele brandstoffen, terwijl slechts 19% wordt opgewekt uit hernieuwbare energie.

"Hernieuwbare energie wordt niet veel gebruikt, en er wordt veel energie verspild, " zei professor Dmitry Shchukin van de Universiteit van Liverpool, VK.

Hij heeft een thermoregulerende verf ontwikkeld die warmte kan opnemen en afgeven in bakstenen gebouwen, ruimtes warm houden wanneer dat nodig is door overtollige energie te gebruiken.

"Het belangrijkste idee was om oude huizen op te knappen met dergelijke verf, " zei Prof. Shchukin. "Als je een oud historisch huis hebt, bijvoorbeeld, je kunt het niet vernietigen en een nieuwe bouwen."

Gebouwen zijn de grootste energieverbruikers, hij zegt. De meeste zijn oud en energie-inefficiënt, en zijn verantwoordelijk voor ongeveer 40% van het totale energieverbruik en 36% van de koolstofdioxide (CO ₂ ) emissies in de EU.

De verf, die werd ontwikkeld als onderdeel van een project genaamd ENERGIE, kan worden gebruikt als een vorm van isolatie om de energie-efficiëntie van oude huizen te verhogen zonder een fortuin uit te geven, hij zegt. Gedurende de dag, het verzamelt warmte geproduceerd door radiatoren of zelfs mensen, geeft het vervolgens 's nachts af wanneer de temperatuur daalt, omdat ketels meestal worden uitgeschakeld om op rekeningen te besparen. Dus hoe doet het dit?

Faseovergangsmaterialen

"Het werkt heel eenvoudig, " zei prof. Shchukin. "Verf- en coatingfabrikanten hebben hun eigen verven en we leveren alleen wat additieven - ongeveer 5% - aan de verf."

Deze additieven zijn zogenaamde phase-change materialen (PCM's), zoals paraffines, zouthydraten en vetzuren, ingekapseld in beschermende capsules van nanometerformaat die de warmteoverdracht verbeteren. PCM's kunnen grote hoeveelheden thermische energie opslaan en van toestand veranderen - van vast naar vloeibaar en vice versa - zonder hun eigen temperatuur te veranderen.

Het ontwikkelen van deze verf, die momenteel wordt getest, maakt deel uit van een breder project genaamd ENERCAPSULE, waar Prof. Shchukin geschikte coatings ontwerpt om PCM's op nanoschaal in te kapselen voor gebruik in verven, textiel en medicijnen.

"Voor de verf, we gebruikten zouthydraten vanwege hun lage kosten en zeer hoge volumetrische energieopslagdichtheid, " zei Prof. Shchukin. "Echter, deze waren erg moeilijk in te kapselen omdat ze bijtend en hydrofiel zijn (ze lossen op in water)."

Hij was in staat om zouthydraten in te sluiten in polymeeromhulsels zo klein als 10nm, die hen beschermt tegen de omgeving, maar ze ook in staat stelt om op een gecontroleerde manier op de hitte te reageren. De materialen die ze gebruiken zijn goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration, maar niet door het Europees Geneesmiddelenbureau, volgens prof. Sjtsjoekin.

Tijdens de Dag, wanneer deze energie-nanocapsules warmte absorberen en opslaan bij hun smelttemperatuur, de PCM's worden vloeibaar en tijdens de koude nachten kristalliseren ze bij een bepaalde temperatuur, warmte afgeven en de kamer verwarmen, Prof. Shchukin legt uit.

Hij zegt Europees, Chinese en Russische bedrijven tonen interesse in hun onderzoek, en dat hij nu nanocapsules hoopt te maken voor verven die gebouwen kunnen koelen.

Een ander type verf dat is ontwikkeld en gecommercialiseerd via een project genaamd AIRLITE, gebruikt nanodeeltjes om de lucht te zuiveren. Deze verven kunnen verontreinigende stoffen verminderen, zoals stikstofdioxide, bacteriën doden, virussen en schimmels, slechte geuren verwijderen, en stoten stof en vuil af.

"Het doel van Airlite (verf) was om iets te creëren dat een verschil maakt voor de menselijke gezondheid en het welzijn in de gebouwde omgeving, " zei Chris Leighton, vice-president verkoop en marketing bij AM Technology, het bedrijf achter Airlite verf.

Luchtvervuiling

Luchtvervuiling wordt beschouwd als een van 's werelds grootste bedreigingen voor de gezondheid van het milieu, goed voor 7 miljoen vroegtijdige sterfgevallen over de hele wereld per jaar. Fijne deeltjes en verbindingen zoals stikstofdioxide - zoals die worden geproduceerd door voertuigen en het verbranden van fossiele brandstoffen - worden aangetroffen in vervuilde lucht en kunnen in onze longen en bloedbaan sijpelen, hartaanvallen veroorzaken, slagen, astma-aanvallen en andere aandoeningen van de luchtwegen.

Airlite kwam met een verf die de luchtkwaliteit verbetert door verontreinigende stoffen in de lucht af te breken. "Het basisprincipe is fotokatalyse, een reactie die (van nature) plaatsvindt in de atmosfeer van de aarde (om verontreinigende stoffen af ​​te breken), ' zei Leighton.

Wanneer de ultraviolette stralen van de zon op de verf schijnen - gemaakt met nanodeeltjes van titaniumdioxide, die katalysatoren zijn - elektronen komen vrij aan het oppervlak.

De elektronen interageren met de vochtigheid in de lucht, het breken van watermoleculen in zeer reactieve, van korte duur, ongeladen ionen die hydroxylradicalen worden genoemd. Deze radicalen vallen vervuilende moleculen aan en veranderen ze in onschadelijke stoffen.

Het inbedden van de katalysatoren in verf was de uitdaging, zegt Leighton. '(Traditionele) verf zelf is een vervuiler, " zei hij. "Als je ze (katalysatoren) in een verf stopt, de verf valt zichzelf aan en je zou gasvormige gifstoffen produceren."

Gevaarlijke chemicaliën, bekend als vluchtige organische stoffen, worden aangetroffen in gewone verven, maar Airlite gebruikt een calciumbasis die hiervan verstoken is. De basis is een bijproduct van een marmerverwerkingslocatie in Italië en de verf zelf komt als een poeder om te mengen met water.

De verf werd voor het eerst getest in 2007 in de vervuilde Traforo Umberto I-tunnel in Rome, Italië. Nadat de tunnel was schoongemaakt en al het roet en vuil was verwijderd, het was geverfd met een laag van de vervuilende neutraliserende verf. Er werden UV-lampen geïnstalleerd om de fotokatalytische eigenschappen van de verf te activeren.

"Vervuilingsniveaus in de tunnel verminderd na de renovatie, " zei Leighton. Bijvoorbeeld, een maand na renovatie, in het midden van de tunnel was het stikstofoxidegehalte met 20% gedaald. Sindsdien wordt de verf gebruikt in ziekenhuizen, scholen, luchthavens, kantoren en woningen over de hele wereld, zegt Leighton.

Vorig jaar, 21 straatartiesten gebruikten deze verf om Europa's eerste vervuilende muurschildering te maken, strekt zich uit over 100 vierkante meter van een zeven verdiepingen tellend gebouw in Rome.

Leighton voegt eraan toe dat het gebruik van verf aan de buitenkant van gebouwen binnenruimtes kan koelen bij warm weer, omdat het de warmte van zonlicht weerkaatst. besparing van energie die naar koeling zou gaan en dus CO .-reductie ₂ uitstoot.