研究人員利用溫度驅動的”蠟馬達”創造出一種自適應屋瓦系統，可幫助房間保持在舒適的 18 °C（65 °F）溫度。它能顯著降低冷氣能耗 3.1 倍，製熱能耗 2.6 倍。這是加州大學聖塔芭芭拉分校機械工程教授的創意組合，非常容易理解。實際上，它就是屋頂上的一系列百葉窗。關閉時，這些百葉窗呈現出一個平整的黑色鍍鉻鋁表面，可以吸收熱量，不會發出太多的紅外線輻射，有助於加熱下面的空間。

加州大學柏克萊分校的自適應屋頂瓦片由蠟的相位變化驅動，可以被動地穩定室溫，從根本上降低暖氣和冷氣的能源成本

打開百葉窗後，會露出第二層，這一層塗有白色硫酸鋇材料，這種材料以其紅外線發射特性和出色的輻射冷卻效果而聞名，因此有助於將空間中的熱量吸出並送走。

黑色封閉表面吸收熱量，發出極少量紅外線輻射。白色開放表面反彈熱量，並發出大量紅外線輻射 圖/UC Santa Barbara

但這裡真正精妙的部分是打開和關閉百葉窗的蠟馬達。蠟在熔化時會大幅膨脹，因此研究小組選擇了一種熔點為18.2 °C（64.8 °F）的蠟，並設計了一個系統，使膨脹能夠驅動活塞，在蠟熔化時將百葉窗推開，在蠟凝固時將其拉回。蠟馬達安裝在屋頂下，因此它們會對室內的溫度做出反應。

研究人員說，百葉窗完全打開和關閉的範圍小於3 °C（5.4 °F），因此它們能在白天升溫或降溫時迅速做出反應，不斷將溫度推向18 °C的熔點，無論溫度偏離哪種方向。

研究團隊將自適應瓦片與兩種靜態對照進行了測試–一種使用黑色鉻塗層鋁表面，另一種使用白色硫酸鋇塗料，結果發現，與白色瓦片相比，自適應瓦片夜間可將熱量損失減少2.6 倍；與靜態黑色瓦片相比，自適應瓦片在炎熱的白天可將熱量輸入減少”至少3.1 倍”–這兩個數字都是以維持18.2 ° C溫度所需的能量增減來衡量的。

蠟質馬達本身並不新鮮；加州大學柏克萊分校的研究小組指出，它們常用於洗碗機、洗衣機以及航空領域。但使用蠟馬達驅動這樣的溫度控制系統卻是一個新領域，在建築物的被動加熱和冷卻方面具有明顯的潛力。

研究小組說，蠟本身可以根據特定目標進行選擇，不同的熱塗層也可能使系統更適用於製造和使用地點。

自適應磁磚與靜態黑白磁磚的實驗裝置 圖/美國加州大學聖塔芭芭拉分校

機械工程教授艾利歐特-霍克斯（Elliot Hawkes）說：”這個裝置仍然是一個概念驗證，但我們希望它能帶來新技術，有朝一日能對建築物的能源消耗產生積極影響。 “

該論文發表在《設備》（Device）雜誌。