Пленка охладитель

Домашний кондиционер, без которого мы уже не мыслим свою жизнь, имеет один существенный недостаток. Охлаждая воздух в помещении, он тратит на это слишком много электроэнергии. Не трудно заметить, что счета за электричество в жаркий период становятся значительно больше.

Это диктуют нам законы физики, от которых никуда не деться! Согласно второму закону термодинамики тепло не может само по себе передаваться от холодных предметов к более теплым. И для преодоления этого энергетического барьера любой холодильник или кондиционер вынужден тратить определенное количество внешней энергии. За счет этого и происходит установление более низкой по отношению к окружающему воздуху внутренней температуры.

Теоретическая основа пленочной технологии охлаждения

Однако этот же второй закон термодинамики подразумевает наличие определенных интересных эффектов. Существует определенный диапазон инфракрасного излучения (8-13 мкм), который практически не задерживается ни земной атмосферой, ни парниковыми газами. Иными словами атмосфера Земли прозрачна для материала, излучающего ИК волны данного диапазона, и тепловая энергия отдается напрямую в космос беспрепятственно!

История изобретения

Эффект был впервые обнаружен и продемонстрирован в 70-х годах прошлого столетия. Опыт сначала был проведен в ночное время и показывал возможность пассивного радиационного охлаждения до температур ниже окружающих. Охлаждению в дневное время препятствовало солнечное излучение, поглощаемое материалом. Задачей ученых стало компенсировать и устранить совсем воздействие солнца.

Используя специальный нанофотонный материал, в Стэндфордском университете в 2014 году удалось добиться охлаждения в светлое время суток! Опыт был проведен под руководством Shanhui Fan. Материал состоял из чередующихся слоев диоксида кремния и двуокиси гафния. Производство подобного композитного вещества возможно только в «чистых» условиях и требует больших затрат.

Добиться эффективного охлаждения с помощью доступного, недорогого материала удалось совсем недавно. Проблема была решена учеными Ronggui Yang и Xiaobo Yin, а так же их коллегами из университетских лабораторий Колорадо Боулдер. Новый материал вполне может производиться в промышленных масштабах и обладает большой охлаждающей способностью в любых условиях освещенности.

Структура такой пленки заполнена случайно распределенными шарообразными микрочастицами SiO2 (оксида кремния). Охлаждающая способность всего одного квадратного метра материала сопоставима со 100 Вт мощности бытового кондиционера! Таким образом, используя пару десятков квадратов охлаждающей пленки, можно сэкономить на сплит системе!

Современные технологии не стоят на месте. И, возможно, привычные для нас инженерные системы будут вскоре заменены на нечто совсем иное!