Инженеры использовали свойства крыльев бабочек для создания охлаждающего цветного покрытия.
Китайские инженеры разработали цветные нанопленки, которые обеспечивают пассивное охлаждение различных предметов. Они почти не поглощают свет и могут поддерживать температуру объектов на несколько градусов ниже окружающей среды. Разработка поможет значительно снизить энергию, необходимую для охлаждения зданий или транспортных средств.
Автомобиль с синей краской кажется синим, потому что он поглощает желтый свет и отражает синий свет. Поглощение части спектра приводит к нагреву объектов, объясняют инженеры. Но у бабочки морфо крылья обладают насыщенным синим цветом благодаря наноструктуре. Дизайн охлаждающей нанопленки имитирует эти структуры для получения ярких цветов, которые не поглощают свет, как традиционная краска.
Иллюстрация принципа работы нанопленки. Изображение: Wanlin Wang, Shenzhen University
Чтобы создать свои нанопленки, инженеры поместили неупорядоченный материал (шероховатое матовое стекло) под многослойный материал, сделанный из диоксида титана и диоксида алюминия. Затем они поместили эту структуру на слой серебра, который отражает весь свет, тем самым предотвращая поглощение солнечного излучения и нагревание, связанное с этим поглощением.
Цвет пленки определяется тем, как компоненты ее многослойной структуры отражают свет. Например, для создания синего цвета многослойный материал отражает желтый свет в очень узком диапазоне углов, в то время как неупорядоченная структура рассеивает синий свет на широкой площади.
Тепловая фотография пленки оставленной на Солнце в течение дня. Сверху — классическая автомобильная краска, снизу — рассеивающая нанопленка. Изображение: Wanlin Wang, Shenzhen University
Анализ показал, что такие нанопленки снижают температуру цветных объектов примерно на 2 °C ниже окружающей среды. Кроме того, покрытый пленкой предмет, оставленный на улице на весь день, был примерно на 26 °C холоднее, чем традиционная синяя автомобильная краска. Хотя похожий тип пассивного теплового управления применялся и раньше, он использовался только с белыми или прозрачными объектами.
Наша синяя пленка выглядит синей в широком диапазоне углов обзора и не нагревается, поскольку отражает весь свет. Кроме того, за счет оптимизации структуры можно добиться высокой насыщенности и яркости.
Ваньлинь Ван, соавтор исследования из Шэньчжэньского университета
Читать далее:
Анализ самого старого скелета в Бразилии показал, куда исчезли древние строители
Главную идею Эйнштейна хотят проверить еще раз: как это изменит физику
Распад суперконтинентов выносит алмазы на поверхность Земли
Изображение на обложке: Wanlin Wang, Shenzhen University
