Gli ingegneri del Berkeley Lab hanno sviluppato un rivestimento del tetto che può mantenere un edificio più caldo o più fresco, a seconda del tempo. Quando fa caldo, il materiale rifletterà la luce solare e il calore, ma questo raffreddamento radiativo si spegne automaticamente in inverno, riducendo il consumo di energia sia per il riscaldamento che per il raffreddamento.
I sistemi di raffreddamento radiativo funzionano attirando la radiazione termica (cioè il calore) da un edificio, quindi emettendola verso il cielo. Poiché l'atmosfera è trasparente a queste lunghezze d'onda, il calore fuoriesce direttamente nello spazio. Altre versioni utilizzano superfici riflettenti come vernici super-bianche per far rimbalzare la luce solare e il calore, mantenendo l'edificio più fresco.
La chiave della tecnologia è uno strano composto chiamato biossido di vanadio (VO2). Nel 2017, il team ha scoperto una proprietà insolita di VO2: quando raggiunge 67° C, il materiale conduce elettricità ma non calore, in apparente violazione della fisica nota. Il team ha messo questa stranezza al lavoro. L'idea è che quando fa più caldo, il materiale assorbe calore ed emette luce termo-infrarossa, quindi tenendo il calore lontano dall'edificio. Ma quando il tempo rinfresca, il materiale è trasparente al calore, permettendogli di passare direttamente dal sole all'edificio.
Il team ha testato il dispositivo utilizzando patch a film sottile di TARC e le ha confrontate con campioni di materiali commerciali per tetti scuri e bianchi. I dispositivi wireless hanno misurato i cambiamenti della luce solare diretta e della temperatura. econdo le misurazioni, TARC rifletteva circa il 75% della luce solare indipendentemente dal tempo, ma quando la temperatura ambiente supera i 30° C, emette fino al 90 percento del suo calore nel cielo. Quando il tempo si è raffreddato al di sotto di 15° C, TARC ha emesso solo il 20% del suo calore.
Utilizzando i dati raccolti, il team ha simulato come TARC avrebbe funzionato tutto l'anno in 15 diverse zone climatiche negli Stati Uniti continentali e ha stimato che la famiglia media degli Stati Uniti potrebbe risparmiare fino al 10% della bolletta elettrica utilizzando TARC.
I ricercatori dicono che TARC potrebbe anche essere adattato come materiale di regolazione della temperatura per auto, elettronica, satelliti e persino tessuti per tende o abbigliamento. È interessante notare che un team indipendente ha appena annunciato un rivestimento simile per vetro e finestre, utilizzando nanoparticelle di biossido di vanadio come uno dei suoi principi attivi. Il team prevede di eseguire esperimenti utilizzando prototipi TARC più grandi, per testare quanto possa essere pratico come rivestimento per tetti.