Охлаждающая краска понижает температуру любой поверхности

Альтернативой энергоемким методам охлаждения является пассивное дневное радиационное охлаждение (PDRC), явление, при котором поверхность спонтанно охлаждается за счет отражения солнечного света и излучения тепла в более прохладную атмосферу.

Дома в южных странах регулярно окрашиваются в белый цвет, чтобы отражать как можно больше солнечного света. Исследователи основываясь на этом древнем лайфхаке создают новые технологии «пассивного радиационного охлаждения», которые переотражают солнечный свет и тепло.

Большинство из них нелегко применять к существующим крышам и стенам, но команда американских исследователей создала охлаждающую краску, которая может использоваться практически на любой поверхности, понижая ее температуру на 6 ° C.

«У нас потрясающий прогресс в этой области», говорит Сяобо Инь, научный сотрудник из Университета Колорадо в Боулдере, чья команда разработала пассивную пластиковую пленку с радиационным охлаждением и запустила стартап Radi-Cool для ее коммерциализации. Новые материалы могут снизить затраты на охлаждение на 15%.

«Это довольно значительный процент, - говорит он. 17% от всего потребления электроэнергии в жилых домах в Соединенных Штатах идет на кондиционирование воздуха, при этом экономия может быть очень существенной.

Белые краски обычно отражают только около 80% видимого света, и они по-прежнему поглощают ультрафиолетовые и ближние инфракрасные лучи. Чтобы добиться лучших результатов, новые материалы содержат структуры, которые отражают почти все падающие лучи солнца, включая инфракрасное излучение, а в некоторых случаях и УФ.

Они также содержат полимеры или другие вещества, которые из-за их химического состава выделяют дополнительное тепло в виде среднего ИК-излучения на длинах волн от 8 до 13 микрометров. Атмосфера не блокирует эти длины волн, эффективно позволяя материалам отдавать тепло в окружающее пространство, не нагревая воздух.

В 2014 году исследователи во главе с инженером-электриком  Шаньхуэй Фэном из Стэнфордского университета в Пало-Альто, штат Калифорния, сообщили, что с помощью чередующихся слоев диоксида кремния и двуокиси гафния смогут создавать высокоотражающую поверхность, которая будет оставаться на 5 ° C  более прохладной, чем окружающий воздух.

В прошлом году Фэн и его коллеги использовали другой материал - полимерную и серебряную пленку при охлаждении воды для использования в кондиционировании воздуха. Команда показала, что она может сэкономить 21% затрат на кондиционирование воздуха в течение лета. С  тех пор, исследователями был создан собственный стартап - SkyCool Systems.

Сяобо Инь и его коллега Ронгай Янг в прошлом году сообщили в своей работе, что пластиковая пленка, с крошечными стеклянными бусинами, охлаждает поверхность на 10 ° C. А австралийские физики Ангус Джент и Джефф Смит из Технологического университета Сиднея в 2015 году создали кровельный материал из нескольких полимеров, сохраняющий температуру крыши на 3 ° C и на 6 ° C ниже, чем температура окружающего воздуха днем и ночью, соответственно.

Высокоотражающие соединения могут быть интегрированы в традиционные материалы - черепицу и глиняные плитки для нового строительства или реконструкции. Но сложно создать варианты для существующих зданий.

Именно здесь пригодится новая охлаждающая краска. Исследователи изучали способы отвердения полимера, называемого полидиметилсилоксаном, при этом заметили, что при определенных условиях (осушении) материал превращается из прозрачного в белый. Под микроскопом было видно, что в сухой пленке образовался массив взаимосвязанных воздушных пустот, сильно переотражающих свет. (Тот же эффект объясняет, почему снег белый, хотя сам лёд прозрачный).

Затем исследователи обнаружили, что они могут воссоздать эффект с другими полимерами. В конце концов, они нашли высокопрочный коммерческий полимер под названием PVDF-HFP. Губчатое расположение взаимосвязанных пустот в этом покрытии отражают до 99,6% света, включая ИК, видимый и УФ. 

Но существуют и минусы у такой краски. Несмотря на долговечность, PVDFHFP примерно в пять раз дороже традиционных акриловых красок. опубликовано econet.ru  

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet