Яркая пленка, похожая на крылья бабочки, охладит ваш автомобиль жарким летом
Цвет поверхности зависит от определенного сочетания длин волн света, которые она поглощает и отражает. Обычно чем темнее цвет, тем больше света он поглощает, нагревая материал в процессе. Вот почему в салоне черной машины жарче, чем в белой, когда обе остаются на солнце.
В рамках нового исследования ученые из Шэньчжэньского университета и Шанхайского университета Цзяо Тонг разработали пленку, которая вообще не поглощает свет, но при этом воспроизводит яркие цвета. Она может помочь значительно снизить температуру в здании, транспортном средстве или другом объекте, а также удешевить затраты на кондиционирование воздуха.
«В зданиях для охлаждения и вентиляции используется большое количество энергии, а работа кондиционера в электромобиле может сократить дальность пробега более чем наполовину, — рассказал Го Пин Ван, ведущий исследователь исследования. — Наши охлаждающие пленки могут способствовать повышению энергоэффективности и углеродной нейтральности».
Как это работает
Ключом к возможностям новой пленки является ее наноразмерная структура. Замысловатые узоры на поверхностях, напоминающие крылья бабочки или перья павлина, рассеивают определенные цвета света на большой площади, придавая им вид этого цвета. Пленка состоит из чередующихся слоев диоксида титана и диоксида алюминия поверх более толстого слоя грубого матового стекла с неупорядоченной текстурой, рассеивающей свет. Нижний слой представляет собой отражатель из чистого серебра, полностью исключающий поглощение света.
Настраивая определенные свойства слоев, команда создала пленки, которые для человеческого глаза выглядят как синие, желтые или бесцветные. Затем они протестировали образцы разноцветных пленок на крышах зданий, автомобилях, ткани и сотовых телефонах в течение дня как летом, так и зимой, и измерили их температуру. Выяснилось, что пленки оставались значительно холоднее, чем поверхности, на которые их наносили: более чем на 15 °C зимой и на целых 35 °C прохладнее летом.
«Благодаря разработанной нами многослойной структуре мы смогли расширить метод пассивного охлаждения от бесцветных объектов до цветных, сохранив при этом цветовые характеристики, — заявил Ван. — Другими словами, наша пленка выглядит, к примеру, синей в широком диапазоне углов обзора и не нагревается, поскольку отражает весь свет. Кроме того, за счет оптимизации структуры можно добиться высокой насыщенности и яркости покрытия».
В будущей работе команда планирует исследовать замену серебряного слоя на алюминий, что сделает материал менее дорогим и простым в производстве. Они также намерены оптимизировать другие свойства, чтобы повысить надежность пленки.