Inżynierowie opracowali wysokowydajną zewnętrzną powłokę polimerową PDRC (pasywne chłodzenie promieniowaniem dziennym) ze szczelinami powietrznymi o wielkości od nanometrów do minisceli, która może być stosowana jako spontaniczna chłodnica powietrza na dachach, budynkach, zbiornikach wodnych, pojazdach, a nawet statkach kosmicznych — wszystko, co może Aby nadać polimerowi porowatą, podobną do pianki strukturę, zastosowano technikę konwersji fazowej opartą na roztworze. Po wystawieniu na działanie nieba porowata polimerowa powłoka PDRC odbija światło słoneczne i nagrzewa się, osiągając temperatury niższe niż typowe materiały budowlane, a nawet temperatura otoczenia powietrze.
Wraz z rosnącymi temperaturami i falami upałów zakłócającymi życie na całym świecie, rozwiązania chłodzące stają się coraz ważniejsze. Jest to kluczowa kwestia, zwłaszcza w krajach rozwijających się, gdzie letnie upały mogą być ekstremalne i oczekuje się, że będą się nasilać. Jednak powszechne metody chłodzenia, takie jak powietrze klimatyzacji, są drogie, zużywają dużo energii, wymagają łatwego dostępu do elektryczności i często wymagają chłodziw zubożających warstwę ozonową lub powodujących ocieplenie cieplarniane.
Alternatywą dla tych energochłonnych metod chłodzenia jest PDRC, zjawisko, w którym powierzchnie ochładzają się spontanicznie poprzez odbijanie światła słonecznego i wypromieniowywanie ciepła do chłodniejszej atmosfery. Jeśli powierzchnia ma współczynnik odbicia światła słonecznego (R), może zminimalizować wzrost ciepła słonecznego i przy wysokim współczynniku promieniowania cieplnego (Ɛ) może zmaksymalizować straty ciepła promieniowania, PDRC jest najbardziej efektywny. Jeśli R i Ɛ są wystarczająco wysokie, nawet jeśli straty ciepła netto wystąpią na słońcu.
Opracowywanie praktycznych projektów PDRC stanowi wyzwanie: wiele najnowszych rozwiązań projektowych jest skomplikowanych lub kosztownych i nie można ich powszechnie wdrażać ani stosować na dachach i budynkach o różnych kształtach i fakturach. Jak dotąd punktem odniesienia dla PDRC była tania i łatwa w aplikacji biała farba. Jednak białe powłoki zwykle zawierają pigmenty, które pochłaniają światło ultrafioletowe i nie odbijają dobrze dłuższych fal światła słonecznego, więc ich wydajność jest tylko umiarkowana.
Naukowcy z Columbia Engineering wynaleźli wysokowydajną zewnętrzną powłokę polimerową PDRC ze szczelinami powietrznymi w skali od nanometra do mikrona, która może być używana jako spontaniczna chłodnica powietrza i może być farbowana i malowana na dachach, budynkach, zbiornikach wodnych, pojazdach, a nawet statkach kosmicznych — wszystko, co można pomalować. Wykorzystali technikę konwersji fazowej opartą na roztworze, aby nadać polimerowi porowatą strukturę przypominającą pianę. Ze względu na różnicę współczynnika załamania światła między porami powietrza a otaczającym polimerem, puste przestrzenie w porowatym polimerze rozpraszają i odbijają światło słoneczne. Polimer wybiela, a tym samym unika nagrzewania słonecznego, a jego naturalna emisyjność pozwala mu skutecznie promieniować ciepło w niebo
Czas postu: 18 marca 2021 r