Наступило лето, и некоторые из нас уже начали ощущать на себе последствия высоких счетов за электроэнергию, возникающих в результате увеличения использования кондиционеров. Это также означает, что увеличились выбросы парниковых газов; по мере того как все больше людей снижают температуру в своем доме или машине, растет спрос на электроэнергию, увеличивая нагрузку на электростанции. Но стоит отметить, что кондиционеры доступны далеко не всем: не у всех позволяют финансовые средства или есть доступ к электричеству.
Новый материал на основе целлюлозы поможет избежать эти экологические проблемы и проблемы доступности. Ученые из Кембриджского университета создали инновационную пленку, которая становится более прохладной под воздействием прямых солнечных лучей, потенциально предлагая альтернативу кондиционированию воздуха, не требующему электричества.
В пленке используется пассивное дневное радиационное охлаждение для отвода тепла без нагревания окружающего воздуха. Целлюлоза является одним из немногих растительных соединений, способных к пассивному охлаждению. Ученые извлекли нанокристаллы целлюлозы из древесины и других растительных источников, затем диспергировали их в воде и дали суспензии испариться. В процессе испарения образовались гибкие кристаллы, которые затем можно было нанести на белый лист этилцеллюлозы для создания двухслойной радужной пленки.
Ученые из Кембриджа представили свою экспериментальную пленку на собрании Американского химического общества весной 2023 года. Когда команда поместила пленку под прямой солнечный свет, они обнаружили, что она примерно на 13 градусов по Цельсию холоднее окружающего воздуха. Один квадратный метр пленки производил более 120 Вт охлаждающей мощности, почти воспроизводя охлаждающий эффект бытового кондиционера без внешних ресурсов. Если покрыть этим материалом внешнюю поверхность здания или транспортного средства, то это может устранить необходимость в обычном кондиционировании воздуха.
Хотя некоторые белые и отражающие пленки производят аналогичный эффект охлаждения с помощью пассивного дневного радиационного охлаждения, их внешний вид ограничивает использование. Целлюлозная пленка подобно мыльному пузырю отражает видимый свет, создавая красочный вид без использования дополнительного пигмента. (Это очень важно, так как пигменты снижают способность материала к пассивному охлаждению.) В результате получается приятный призматический эффект, который может хорошо подходить для эстетически ориентированных сферах реального мира, таких как жилой и автомобильный дизайн. Возможно, удастся также имитировать отделку дерева, что значительно расширит сферу применения пленки. Команда работает над этим сейчас.