研究人员利用温度驱动的”蜡马达”创造出一种自适应屋瓦系统，可帮助房间保持在舒适的 18 °C（65 °F）温度。它能显著降低制冷能耗 3.1 倍，制热能耗 2.6 倍。这是加州大学圣塔芭芭拉分校机械工程教授的创意组合，非常容易理解。实际上，它就是屋顶上的一系列百叶窗。关闭时，这些百叶窗呈现出一个平整的黑色镀铬铝表面，可以吸收热量，不会发出太多的红外线辐射，从而有助于加热下面的空间。
加州大学伯克利分校的自适应屋顶瓦片由蜡的相位变化驱动，可以被动地稳定室温，从根本上降低供暖和制冷的能源成本
打开百叶窗后，会露出第二层，这一层涂有白色硫酸钡材料，这种材料以其红外发射特性和出色的辐射冷却效果而闻名，因此有助于将空间中的热量吸出并送走。
黑色封闭表面吸收热量，发出极少量红外辐射。白色开放表面反弹热量，并发出大量红外辐射 图/UC Santa Barbara
但这里真正精妙的部分是打开和关闭百叶窗的蜡电机。蜡在熔化时会大幅膨胀，因此研究小组选择了一种熔点为 18.2 °C（64.8 °F）的蜡，并设计了一个系统，使膨胀能够驱动活塞，在蜡熔化时将百叶窗推开，在蜡凝固时将其拉回。蜡电机安装在屋顶下，因此它们会对室内的温度做出反应。
研究人员说，百叶窗完全打开和关闭的范围小于 3 °C（5.4 °F），因此它们能在白天升温或降温时迅速做出反应，不断将温度推向 18 °C的熔点，无论温度偏离哪种方向。
研究小组将自适应瓦片与两种静态对照进行了测试–一种使用黑色铬涂层铝表面，另一种使用白色硫酸钡涂料，结果发现，与白色瓦片相比，自适应瓦片在夜间可将热量损失减少 2.6 倍；与静态黑色瓦片相比，自适应瓦片在炎热的白天可将热量输入减少”至少 3.1 倍”–这两个数字都是以维持 18.2 °C温度所需的能量增减来衡量的。
蜡质电机本身并不新鲜；加州大学伯克利分校的研究小组指出，它们常用于洗碗机、洗衣机以及航空航天领域。但使用蜡电机驱动这样的温度控制系统却是一个新领域，在建筑物的被动加热和冷却方面具有明显的潜力。
研究小组说，蜡本身可以根据具体目标进行选择，不同的热涂层也可能使系统更适用于制造和使用地点。
自适应瓷砖与静态黑白瓷砖的实验装置 图/美国加州大学圣巴巴拉分校
机械工程教授埃利奥特-霍克斯（Elliot Hawkes）说：”这个装置仍然是一个概念验证，但我们希望它能带来新技术，有朝一日能对建筑物的能源消耗产生积极影响。”
该论文发表在《设备》（Device）杂志上。
