Дешёвая пластиковая плёнка охлаждает всё, с чем соприкасается, на 10 ° C

Дешёвая пластиковая плёнка охлаждает всё, с чем соприкасается, на 10 ° C

Новый материал, использующийся в сочетании с зеркальной пленкой серебра, способен охладить всё, с чем соприкасается, на целых 10 ° C. Недорогую плёнку можно производить в больших объёмах, и она может быть использована для пассивного охлаждения зданий и некоторой электроники, в частности, солнечных батарей, эффективность которых возрастает при более низких температурах.

В течение дня большинство материалов — бетон, асфальт, металлы и даже люди — поглощают солнечный свет в видимой и соседней  инфракрасной областях. Эта дополнительная энергия возбуждает молекулы, которые нагреваются и с течением времени начинают испускать энергию обратно. Это помогает материалам охладиться, особенно в ночное время, когда они не поглощают видимый свет, но по-прежнему излучают ИК-фотоны.

В 2014 году исследователи из Стэнфордского университета в Пало-Альто в Калифорнии создали плёнку-сэндвич из диоксида кремния (стекла) и диоксида гафния, которая отражала почти весь падающий свет, но излучала тепло в середине ИК-диапазона. Эта комбинация свойств позволяла охладить поверхности на целых 5 ° С . Но для производства такого материала требовались технологии, которые можно использовать только в условиях идеальной чистоты — а это весьма дорогостоящий процесс, что не позволяет обеспечить производство в больших масштабах.

Из предыдущих исследований было известно, что сферические стеклянные шарики размером около 8 микрон могут служить как ИК-резонаторами, так и мощными ИК-излучателями.

Купив партию порошка стекла от коммерческого поставщика и смешав его с исходным материалом из прозрачного пластика под названием полиметилпентен, исследователи создали материал в виде листа плёнки шириной в 300 миллиметров и нанесли на неё тонкое зеркальное покрытие из серебра. Этот слой серебра отражал почти весь падающий видимый свет, а поглощал только около 4 процента входящих фотонов. В то же время, плёнка засасывала тепло из любой поверхности, которую она покрывала, и излучала энергию ИК-волнами длиной 10 микрометров. Поскольку лишь немногие молекулы воздуха поглощают ИК-лучи на этих частотах, излучение диссипируется в окружающее пространство, не нагревая воздух или материалы.

Что важно, новая плёнка может производиться на рулонной установке с себестоимостью от 0,25 до 0,50 доллара за квадратный метр.

Исследование указывают перспективы широкого использования концепции радиационного охлаждения, например: для охлаждения воды, которая, в свою очередь, может быть использована для охлаждения зданий и других крупных сооружений. Это может быть особенно полезно на генерирующих электростанциях, где охлаждение воды даже на несколько градусов может повысить эффективность производства энергии на один-два процента. Эта же пленка, но без серебрянного покрытия, может также увеличить выработку электроэнергии от солнечных батарей, которые работают более эффективно при более низких температурах.