Поиск - новости науки и техники

Жарко не будет

Создан материал, который усиливает естественное остывание объектов без энергетических затрат. Об этом сообщает PhysicsWorld.com.
Новый пленочный метаматериал, обеспечивающий охлаждение сам по себе, сделан из стеклянных микросфер, полимера и серебра. Он понижает температуру находящихся под ним объектов, рассеивая их тепло в процессе, известном как пассивное охлаждение. Эта пленка испускает энергию в виде инфракрасного излучения и одновременно отражает солнечный свет. Авторы разработки – группа ученых из Университета Колорадо в Боулдере (CU-Boulder) – создали и испытали охлаждающую пленку в 2015 году на грант Управления перспективных исследований в области энергетики США (ARPA-E). Статья о новом материале появилась в Science на прошлой неделе.
Охлаждение при излучении – естественный процесс, при котором объекты теряют тепло, испуская инфракрасное излучение. При комнатной температуре все материалы излучают в этом диапазоне волны с длиной от 5 до 15 микрометров. Но обычно процесс этот не очень эффективен, поскольку ему мешают внешние влияния, нагревающие объект, такие как солнечный свет или воздушные потоки. Воздух же поглощает и излучает слабо в интервале длин волн от 8 до 13 микрометров. Так, Земля остывает по ночам, излучая инфракрасный свет через это “атмосферное окно” в космическое пространство. Интерес к материалам, которые могут усилить естественный процесс, вызывая более эффективное излучение инфракрасных волн, связан с рядом технологических задач, одна из них – охлаждение теплогенераторов без использования энергоемких установок, причем в дневное время, когда процесс пассивного охлаждения конкурирует с воздействием солнечного света.
Созданный учеными из Колорадо тонкий и гибкий материал – двуслойный. Один пласт – это полимер полиметилпентен, в котором случайным образом распределились микросферы из диоксида кремния диаметром 8 микрометров. Второй пласт – это серебряная подложка толщиной 200 нанометров. Вся двуслойная пленка имеет в толщину 50 микрометров. Охлаждающий эффект обеспечивает полимерный слой со стеклянными шариками, который, хотя прозрачен для всего солнечного спектра, излучает в инфракрасном диапазоне. Высокую эмиссионность пленки в инфракрасном интервале длин волн от 8 до 13 микрометров обеспечивает коллективный резонанс микросфер, именно это повышает уровень естественного пассивного охлаждения. В то же время солнечный свет, проходя через метаматериал, отражается от серебряного слоя, не вызывая нагревания пленки. Но ключевой инновацией этой работы авторы считают возможность производства охлаждающей пленки в процессе непрерывной подачи рулон за рулоном, при котором по полимеру распределяются микросферы, а другое напыляющее устройство, также по принципу рулон за рулоном, создает серебряную подложку.

Нет комментариев