Для чего отражать тепло назад в космос?

    Недавно стэнфордские инженеры изобрели революционный материал для покрытия, который может посодействовать охладить строения даже в солнечные деньки, отражая тепло от их и отправляя них прямо в космос. Команда под управлением электротехника доктора Шанхуи Фана и научного сотрудника Аасвата Рамана опубликовала результаты работы в журнальчике Nature. Получат ли инженеры Нобелевскую премию за собственную работу? Для чего вообщем это же надо?

    Для чего отражать тепло назад в космос?

    Как только это же ишачит?

    В базе изобретения покоится сверхтонкий мультислойный материал, который ведет взаимодействие со светом, как только зримым, эдак и невидимым, совсем новейшим образом.

    Невидимый свет в форме инфракрасного излучения — это же форма тепла, которую источают все объекты и живы существа. Когда мы стоим перед закрытой печью не касаемся ее, тепло, которое мы чувствуем, это же и существуют инфракрасный свет. Этот невидимый свет и дают ученые Стэнфорда отправлять назад в космос.

    Конечно же, солнечный свет всерьез нагревает строения. Новейший материал, взаимодействуя с излучением, будет выступать в качестве превосходно действенного зеркала, которое будет отражать почти весь входящий солнечный свет.

    В базе работы покоится эдак называемое фотонное радиационное остывание — которое не совсем только будет разгружать инфракрасное тепло снутри строения, да и отражать солнечный свет. В итоге умеют возникнуть охлажденные строения, и не требующие кондиционирования воздуха.

    «Это очень новенькая и очень элементарная мысль, — заявил Эли Яблонович, доктор инженерии в Калифорнийском институте в Беркли и пионер фотоники, который управляет Центром наук энергоэффективной электроники. — Благодаря работе доктора Фана, мы сможем применять радиационное остывание не совсем только ночькой, да и в дневное время, что очень удивительно».

    Исследователи рассказывают, что спроектировали материал, который будет экономически действенным при крупномасштабном развертывании на крыше строящегося строения. Хотя эта разработка гораздо максимально молода, в один великолепный денек она может привести к существенному понижению спроса на электроэнергию. На системы кондиционирования воздуха в одних лишь США приходится порядка 15% применяемой энергии.

    На практике, полагают исследователи, это же покрытие можно будет распылять на наиболее грубый материал.

    «Команда продемонстрировала, как только можно пассивно охлаждать строения, ординарно отправляя тепло в прохладную мглу космоса», — заявил нобелевский лауреат по физике Бертон Рихтер, заслуженный доктор Стэнфорда и прошлый директор научно-исследовательского центра, который ныне именуется «Национальная ускорительная лаборатория SLAC».

    Нагревающийся мир нуждается в разработках остывания, и не требующих питания, эдак полагает Раман, ведущий создатель работы. «В развивающихся странах фотонное радиационное остывание сумеет обеспечить остывание без целесообразности энергопитания в сельских районах, также всерьез понизить целесообразность кондиционирования в муниципальных небоскребах».

    Окно в космос

    Для чего отражать тепло назад в космос?

    Тепло может передаваться тремя путями: теплопроводимость, конвекция и излучение. Теплопроводимость обеспечивается соприкосновением. Потому мы и не трогаем жаркие кастрюли нагими руками. Конвекция транслирует тепло за счет движения воды либо воздуха. Для вас она знакома по теплым потокам воздуха из открытой печи. Радиация (излучение) транслирует тепло в форме инфракрасного излучения, которое истекает от объектов, однако останется невидимым.

    Первая часть поверхности инноваторского материала испускает инфракрасный свет прямо в космос. Сверхтонкое покрытие существовало подробно спроектировано, дабы отправлять инфракрасный свет от построек на определенно данной частоте, которая дозволит ему же проходить сквозь атмосферу, и не нагревая воздух. Эта главная индивидуальность берется во внимание по причине всемирного потепления.

    «Подумайте об ней, как будто у нас существуют окно в космос», — разговаривает Фан.

    Но ординарно отправлять тепло в космос недостаточно. Мультислойное покрытие орудует и как только высокоэффективное зеркало, поглощая 97% солнечного света, падающего на здание и нагревающего его.

    «Мы сделали что-то вроде зеркальной батареи», — разговаривает Раман.

    Излучение и отражение совместно дозволяют фотонному радиационному охлаждающему материалу оставаться на 9 градусов холоднее, чем окружающий воздух в течение денька. Мультислойный материал имеет толщину всего в 1,8 микрон, это же тоньше дюралевой фольги.

    Он состоит из семи слоев диоксида кремния и оксида гафния, нанесенного сверх на плоский слой серебра. Эти слои и не владеют схожей шириной. Внутридомовая структура материала дозволяет источать инфракрасные лучи с частотой, которая дозволяет им же проходить в космос, и не нагревая воздух и строения.

    «Такой фотонный подход дозволил нам определенно настроить отражения солнечных лучей и инфракрасного термического излучения», — разговаривает Линьцзяо Чжу, соавтор статьи. Поистине, материал разработан с применением топовых наработок нанофотоники.

    От макета к возведению

    Изготовка фотонного радиационного остывания в большенных масштабах просит решения двух оставшихся технических неурядиц.

    Во-первых, надо решить, как только проводить тепло снутри строения к наружному покрытию. Оказавшись там, тепло будет отправлено прямо в космос, однако инженерам надо узнать, как только отлично транслировать тепло строения на покрытие.

    Во-вторых, проблемным останется создание. Ныне команда Стэнфорда владеет образцом размером с пиццу. Однако остывание строения востребует большенных панелей. Исследователи рассказывают, что им же пригодятся большие производственные мощности, дабы предпринять панели необходимых объемов.

    В наиболее широченном смысле команда полагает, что них проект — это же первый этап в направлении пользования холода космоса в качестве ресурса. Определенно эдак же, как только солнечный свет воображает возобновляемый родник энергии солнца, холод вселенной может предоставлять неограниченные способности по остыванию. Другими словами, скорость света равна скорости тьмы.

    «Каждый объект, который производит тепло, обязан сливать его в термическую раковину, — разговаривает Фан. — Мы проложили путь к изучению тамошнего, как только можно применять холод вселенной в качестве термической раковины в течение всего дня».