Общоизвестно е, че по-светлите цветове отразяват повече светлина от по-тъмните, което може да ограничи практичния избор на палитра за вашите дрехи, кола или къща в един затоплящ се свят. Сега учените са разработили нов материал, вдъхновен от крилете на пеперуда, който може да произвежда живи цветове, като същевременно отразява 100% от светлината, която ги удря, за да ги поддържа по-хладни.
Цветът на повърхността идва от специфичната комбинация от дължини на вълните на светлината, която тя абсорбира и отразява. Обикновено колкото по-тъмен е цветът, толкова повече светлина се абсорбира и тази енергия в крайна сметка загрява материала. Ето защо интериорът на черна кола се усеща по-горещ от бял автомобил, когато и двете са оставени на слънце.
Но за новото изследване учени от Шенженския университет и Шанхайския университет Джиао Тонг разработиха филм, който изобщо не абсорбира светлина, но въпреки това произвежда живи цветове. Това може да помогне за поддържането на сграда, превозно средство или друг обект много по-хладен, като същевременно намали разходите и въздействието върху околната среда на климатизацията.
„В сградите се използват големи количества енергия за охлаждане и вентилация, а пускането на климатика в електрически автомобили може да намали обхвата на движение с повече от половината“, каза Гуо Пинг Уанг, водещ изследовател в проучването. „Нашите охлаждащи филми могат да помогнат за подобряване на енергийната устойчивост и въглеродната неутралност.“
Wanlin Wang, Шенженски университет
Ключът към способностите на новия филм е неговата наномащабна структура. Сложните шарки върху повърхности като крила на пеперуда или паунови пера разпръскват определени цветове светлина в широка област, придавайки им вид на този цвят. Филмът на екипа е съставен от редуващи се слоеве от титанов диоксид и алуминиев диоксид, над по-дебел слой от грапаво матирано стъкло, което има неподредена текстура, за да разпръсне светлината. Долният слой е рефлектор, изработен от чисто сребро, което гарантира, че никаква светлина не се абсорбира.
Чрез промяна на специфичните свойства на слоевете, екипът създаде филми, които изглеждаха сини, жълти или безцветни. След това те тестваха проби от различни цветни филми върху покриви на сгради, коли, дрехи и мобилни телефони през деня както през лятото, така и през зимата, и измериха температурата им. Със сигурност те откриха, че филмите остават значително по-хладни от повърхностите, върху които са поставени – повече от 15 °C (27 °F) през зимата и огромните 35 °C (63 °F) по-хладни през лятото.
„Благодарение на слоестата структура, която разработихме, успяхме да разширим метода на пасивно охлаждане от безцветни обекти към цветни, като същевременно запазихме цветовото представяне“, каза Уанг. „С други думи, нашият син филм изглежда син в широк диапазон от ъгли на видимост и не се нагрява, защото отразява цялата светлина. В допълнение, висока наситеност и яркост могат да бъдат постигнати чрез оптимизиране на структурата.
В бъдеща работа екипът планира да проучи смяната на сребърния слой с алуминий, което би направило материала по-евтин и по-лесен за производство. Те също възнамеряват да оптимизират други свойства, за да го направят по-здрав.
Изследването е публикувано в списанието Оптика.
източник: Оптика
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
