Žiarivo sfarbená fólia by mohla masívne pasívne chladiť autá a budovy
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 11. 8. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Je všeobecne známe, že svetlejšie farby odrážajú viac svetla ako tmavšie, čo môže v otepľujúcom sa svete obmedzovať praktický výber palety pre oblečenie, auto alebo dom. Vedci teraz vyvinuli nový materiál inšpirovaný motýlími krídlami, ktorý dokáže vytvárať žiarivé farby a zároveň odráža 100 % svetla, ktoré na ne dopadá, a tým ich udržiava chladnejšie.
Farba povrchu pochádza zo špecifickej zmesi vlnových dĺžok svetla, ktoré absorbuje a odráža. Zvyčajne platí, že čím tmavšia farba, tým viac svetla sa absorbuje a táto energia nakoniec materiál zahreje. Preto je interiér čierneho auta pocitovo teplejší ako interiér bieleho auta, keď sú obe ponechané na slnku.
V rámci novej štúdie však vedci z univerzity v Šen-čene a univerzity Jiao Tong v Šanghaji vyvinuli fóliu, ktorá neabsorbuje žiadne svetlo, pričom stále vytvára žiarivé farby. To by mohlo pomôcť udržať budovu, vozidlo alebo iný objekt oveľa chladnejší a zároveň znížiť náklady a vplyv klimatizácie na životné prostredie.
„V budovách sa na chladenie a vetranie spotrebuje veľké množstvo energie a prevádzka klimatizácie v elektromobiloch môže znížiť dojazd o viac ako polovicu,“ povedal Guo Ping Wang, vedúci výskumník štúdie. „Naše chladiace fólie by mohli pomôcť pri rozvoji energetickej udržateľnosti a uhlíkovej neutrality“.
Kľúčom k schopnostiam novej fólie je jej nanoštruktúra. Zložité vzory na povrchoch, ako sú motýlie krídla alebo pávie perá, rozptyľujú určité farby svetla na veľkej ploche a dodávajú im vzhľad danej farby. Fólia tímu sa skladala zo striedajúcich sa vrstiev oxidu titaničitého a oxidu hlinitého nad hrubšou vrstvou drsného matného skla, ktoré má neusporiadanú štruktúru na rozptyľovanie svetla. Spodnú vrstvu tvorí reflektor z čistého striebra, ktorý zabezpečuje, aby sa svetlo vôbec neabsorbovalo.
Úpravou špecifických vlastností vrstiev tím vytvoril fólie, ktoré sa javili ako modré, žlté alebo bezfarebné. Potom testovali vzorky rôznofarebných fólií na strechách budov, autách, látkach a mobilných telefónoch počas dňa v lete aj v zime a merali ich teplotu. Zistili, že fólie zostali podstatne chladnejšie ako povrchy, na ktoré boli umiestnené. V zime to bolo o viac ako 15 °C a v lete o neuveriteľných až 35 °C.
„Vďaka vrstvenej štruktúre, ktorú sme vyvinuli, sme dokázali rozšíriť metódu pasívneho chladenia z bezfarebných objektov na farebné, pričom sme zachovali farebný výkon,“ povedal Wang. „Inými slovami, naša modrá fólia vyzerá modro vo veľkom rozsahu pozorovacích uhlov a nezahrieva sa, pretože odráža všetko svetlo. Okrem toho sa optimalizáciou štruktúry dá dosiahnuť vysoká sýtosť a jas“.
V budúcej práci tím plánuje preskúmať výmenu striebornej vrstvy za hliníkovú, čo by znížilo náklady na materiál a uľahčilo jeho výrobu. Majú v úmysle optimalizovať aj ďalšie vlastnosti, aby bol materiál odolnejší.
Výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Optica.
