Далеко не для всех хамелеонов смена цвета кожи является способом маскировки в окружающей среде для защиты от хищников. Некоторые виды, например, пустынный хамелеон Chamaeleo namaquensis, используют эту фишку в качестве инструмента терморегуляции, чтобы не перегреваться в жару и оставаться в тепле при понижении температуры. Учёные предполагают, что экспериментальное покрытие TARCC однажды сможет делать то же самое для зданий и транспортных средств.
Пустынный хамелеон распространён в пустыне Намиб, где он живёт среди песчаных дюн и чрезвычайно немногочисленной растительности, на побережье Атлантического океана и в глубоких каньонах в глубине материка. Особенно во внутренних областях пустыни перепад температур может достигать десятков градусов, когда ночью земля остывает практически до нуля, а днём может разогреваться до 38 °C. Организм ящерицы необычайно удачно приспособлен к таким условиям. В ответ на повышение температуры окружающей среды его кожа становится светло-серой или жёлто-белой, а при охлаждении воздуха и поверхности она темнеет, обретая поглощающий тепло тёмно-коричневый или даже чёрный цвет.
Международная команда исследователей во главе с профессором Фуцяном Ваном из Харбинского политехнического университета постаралась воспроизвести природную способность пустынного хамелеона в функциональном, сменяющем цвет жидком покрытии, которым можно будет покрывать различные поверхности, нуждающиеся в адаптивной терморегуляции. В ходе экспериментов учёные пришли к созданию TARCC – термально-адаптивного покрытия, действующего по принципу радиационного охлаждения. Основу материала составляют микрокапсулы поливинилиденфторида – полимера, меняющего цвет при температурном воздействии.
Для тестирования TARCC исследователи нанесли материал на покрытые алюминиевой фольгой полистироловые коробки, а затем дали ему высохнуть для образования тонкой плёнки. В рамках лабораторного исследования покрытия учёные установили, что в прохладе эта плёнка имеет тёмно-серый цвет, однако при нагревании до 20 °C она становится светло-серой. Максимальная степень осветления материала достигается при 30 °C: в таких условиях он отражает до 93% солнечного излучения. После экстремальных тестов с нагревом покрытия до ~75 °C в течение всего дня учёные не обнаружили следов повреждений или деградации терморегулирующей функции.
Для испытания покрытия в полевых условиях его нанесли на миниатюрные здания, которые оставались под наблюдением исследователей круглый год 24/7. В качестве контрольной меры аналогичные конструкции учёные покрыли обычной белой краской и голубым металлошифером. По итогам круглогодичных наблюдений летом TARCC сохранял более низкую температуру, чем белая краска или шифер, а зимой напротив эффективнее сохранял тепло, предотвращая его рассеяние. Кроме того, только это покрытие могло «переключаться» между режимами обогрева и охлаждения при выраженном суточном колебании температур весной и осенью.
По расчётам исследователей, использование данного материала для покрытия жилых и общественных зданий в средних широтах позволит уменьшить годовой расход энергии на отопление / охлаждение на 20%. Стоит отметить, что учёным ещё только предстоит испробовать эффективность TARCC на различных типах поверхностей. Кроме того, для его коммерциализации специалисты хотели бы поэкспериментировать с расширением диапазона цветов.