Новите нанофилми могат значително да намалят енергията, необходима за охлаждане на сгради или превозни средства.
Точно както белите дрехи осигуряват повече хлад от другите цветове, отразявайки слънцето, вместо да го абсорбират, други цветове, като синьо или черно, се нагряват, когато абсорбират светлина.
Нови цветни охлаждащи филми, вдъхновени от наноструктурите в крилете на пеперуда, могат да елиминират голяма част от ефекта на нагряване, като същевременно добавят живи цветове. Новите филми, които не абсорбират никаква светлина, могат да се използват от външната страна на сгради, превозни средства и оборудване, за да се намали енергията, необходима за охлаждането им.
„В сградите се използват големи количества енергия за охлаждане и вентилация, а пускането на климатик в електрически автомобили може да намали обхвата на движение с повече от половината“, казва ръководителят на изследователския екип Гуо Пинг Уанг от университета Шенжен в Китай. „Нашите охлаждащи филми могат да помогнат за подобряване на енергийната устойчивост и въглеродната неутралност.“
Статия, публикувана в списание Optica, разказва подробно, че филмите понижават температурите до около 2 °C под атмосферния въздух. Освен това изследователите откриват също, че когато са оставени навън през целия ден, синята версия на филмите е приблизително 50°F по-хладна (26°C) от традиционната синя автомобилна боя.
Ако фолиата се използват върху сгради, това би представлявало огромни икономии на енергия чрез намаляване на използването на климатици.
„С нашите нови фолиа може да се постигне отлично охлаждане, независимо от желания цвят, наситеност или яркост“, казва Уанг. „Те дори могат да се използват върху текстил за създаване на дрехи от всякакъв цвят, които са подходящи при високи температури.“
Пеперудата Morpho peleides
Кола със синя боя изглежда синя, защото абсорбира светлина, която загрява колата.
Пеперудата Morpho peleides обаче произвежда своя силно наситен син цвят въз основа на наноструктурата на крилата си. Дизайнът на охлаждащия нанофилм имитира тези структури, за да произвежда живи цветове, които не абсорбират светлина като традиционната боя.
За да създадат своите вдъхновени от пеперудите нанофилми, изследователите поставят неподреден материал (грубо матирано стъкло) под многослоен материал, направен от титанов диоксид и алуминиев диоксид. След това те поставят тази структура върху сребърен слой, който отразява цялата светлина, като по този начин предотвратява абсорбцията на слънчевата радиация и нагряването, свързано с тази абсорбция.
Цветът на филма се определя от това как компонентите в неговата многопластова структура отразяват светлината. За да създаде синьо, например, многослойният материал е проектиран да отразява жълтата светлина в много тесен диапазон от ъгли, докато неподредената структура разпръсква синята светлина в широка област.
Въпреки че този тип пасивно фотонно термично управление е било осъществявано и преди, то е било използвано само с бели или прозрачни обекти, тъй като е трудно да се поддържа широк зрителен ъгъл и висока наситеност на цветовете.
„Благодарение на слоестата структура, която разработихме, висока наситеност и яркост могат да бъдат постигнати чрез оптимизиране на структурата“, казва Уанг.
За да тестват новата технология, изследователите създават сини, жълти и безцветни филми, които поставят на открито в Шенженския университет върху покриви, автомобили, дрехи и мобилни телефони. Използвайки сензори за термодвойки и инфрачервени камери за измерване на температурата, те откриват, че повърхностите, върху които са били поставени охлаждащите филми са с повече от около 27°F (15℃) по-хладни през зимата и около 63°F (35 ℃) по-хладни през лятото.
Изследователите посочват, че замяната на сребърния филм с алуминиев филм би направила филмите по-евтини и производителни чрез мащабируем метод на производство. Сега, след като са демонстрирали характеристиките на охлаждане и цвят на филмите, изследователите планират да проучат и оптимизират други свойства като механична и химическа устойчивост.
Източник: GoodNewsNetwork
