Egy egyszerű műanyag fólia, ami akár 10 fokkal is lehűti azt, ami hozzáér

A hőséget gyűlölők örülhetnek: egy egyszerű vékony műanyag fólia hamarosan védelmet nyújthat a nyári nap ellen. A fólia egy átlátszó műanyag darab, amibe apró üveggömbök vannak beágyazva. A különlegességét az adja, hogy szinte egyáltalán nem nyeli el a fényt, hanem hőt vesz fel attól ami a felületéhez ér.

Ha viszont ezt az új anyagot egy tükröknél használt ezüst fóliával egészítjük ki, a felületéhez érő dolgokat akár 10 fokkal is lehűtheti. Az alacsony ára miatt ez az anyag tökéletes lehet az épületek és az elektronikus készülékek passzív hűtésére. Az egyik legjobb példa erre a napelem, ami sokkal hatékonyabban működik alacsonyabb hőmérsékleten.

A nap folyamán a legtöbb anyag – beton, aszfalt, fémek és az emberek is – elnyelik a Nap látható és infravörös sugarait. Ez a többlet energia izgalmi helyzetbe hozza a molekulákat, amik felmelegednek és idővel az energiát fotonok formájában visszasugározzák egy hosszabb hullámhosszon – általában az infravörös spektrum közepén. Ez segít az anyagnak a lehűlésében, főleg az éjszaka folyamán, amikor már nem nyelnek el fényt, de továbbra is bocsátanak ki infravörös sugarakat.

Az elmúlt években a kutatók próbálták fokozni ezt a „passzív hűlést” azzal, hogy olyan anyagokat készítettek, amik annyira kevés fényt nyelnek el amennyire csak lehetséges és emellett továbbra is bocsátanak ki infravörös fényt. 2014-ben például Shanhui Fan a Stanford Egyetem villamosmérnöke egy szendvics szerű fóliát készített el, aminek egyik felét szilikon dioxid (üveg) a másikat pedig hafnium dioxid képezi, ami szinte a teljes fényt visszaveri amellett, hogy erős infravörös fényt bocsát ki.

Ezzel az anyagkombinációval a felületet akár 5 fokkal is le tudja hűteni, azonban az anyag sikerét az akadályozta meg, hogy az előállítása igen költséges és csak steril környezetben valósítható meg megfelelően – ami a tömeggyártással nem egyeztethető össze.

Amikor Xiaobo Yin, a Kolorádói Egyetem anyag kutatója, meglátta Fan tanulmányát és észrevette, hogy az anyag részben azért működött mivel az őt ért infravörös sugarak a két réteg között pattogni kezdtek. Ez teszi az anyagot képessé az infravörös sugárzásra. Yin elgondolkodott azon, lehet e  egyszerűbb mód, hogy ez a hatás megtörténjen.

Már egy korábbi munkájából Yin tudta, hogy a gömb alakú tárgyak viselkedhetnek apró rezonancia kamrákként – mint ahogy egy gitár belsejében pattognak a megfelelő frekvenciájú hanghullámok. A munkatársaival együtt kiszámolták, hogy a 8 mikrométer átmérőjű– kicsit nagyobb, mint egy vörös vértest – üveggömbök tökéletes infravörös rezonátort, és emiatt kibocsátót is, képeznek.

Szóval a csapata vett egy adag kereskedelmi forgalomban lévő üveg port, és összekeverte az átlátszó műanyag anyagával, a polimetilpenténnel. A kapott anyagot utána 300 milliméter vastagra nyújtották és az egyik felük ezüst borítást is kapott. Amikor a tárgyat a nap felé fordították az alsó ezüst réteg szinte a teljes őt ért fényt visszaverte – a fólia mindössze a fotonok 4%-át nyelte el. Ugyanakkor az anyag hőt kezdett elvonni a felületéhez érő dolgoktól, és azt az energiát a spektrum közepén lévő infravörös sugarak formájában adta le. Mivel a levegő molekuláinak csak egy kis része képes elnyelni a sugarakat azon a frekvencián, ezért a sugarak anélkül repülnek tovább, hogy a levegőt vagy a környező tárgyakat felmelegítenék.

Amit még fontos megjegyezni, hogy Yin jegyzetei alapján az új fólia előállítási ára nagyjából 0,25 és 0,5 dollár négyzetméterenként.

Ez a remek munka, utat nyithat nekünk a sugárzó hűtés széleskörű felhasználása felé,” mondta Fan, aki nem dolgozott a jelenlegi projekten. Yin azt mondta hogy a munkatársaival már most is egy ilyen felhasználáson dolgoznak; víz lehűtésén ami azután épületek hűtésére is felhasználható lehet.” Ez rendkívül hasznosnak bizonyulhat elektromos áramot előállító erőműveknél, ahol egy pár fokos esés akár 1-2%-al hatékonyabb energiatermelést eredményezhet,” mondta Yin. „Az ezüst borítás nélkül pedig a napelemek hatásfokát is javulhatjuk a fóliával.

Forrás: www.sciencemag.org

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.

A honlap további használatához a sütik használatát el kell fogadni. További információ

A süti beállítások ennél a honlapnál engedélyezett a legjobb felhasználói élmény érdekében. Amennyiben a beállítás változtatása nélkül kerül sor a honlap használatára, vagy az "Elfogadás" gombra történik kattintás, azzal a felhasználó elfogadja a sütik használatát.

Bezárás