Дълго чаканото лято е вече тук и вместо да му се радваме, повечето от нас сега имат нов проблем - как да се разхладят. Първото решение винаги е климатикът, но разбира се, високите цени на електроенергията, производството на парникови газове и възможността да си докараме някой здравословен проблем (било то от неподдържан филтър или просто поради прекалено ниска температура) също могат да се считат за недостатъци. А и да не забравяме, че климатиците не могат да се инсталират на всички локации. Ето защо учени от университета в Кеймбридж са разработили иновативен нов материал на растителна основа, който се охлажда, когато е изложен на слънчева светлина, което го прави идеален за охлаждане на сгради или автомобили в бъдеще, без да се нуждае от външен източник на енергия. Те описаха работата си на скорошна среща на Американското химическо дружество. 
Техническият термин за този подход е пасивно дневно радиационно охлаждане (PDRC), наречено така, защото не изисква вкарване на енергия в системата, за да се разпръсне топлината. Повърхността излъчва собствената си топлина в пространството, без да се абсорбира от въздуха или атмосферата, като по този начин става с няколко градуса по-хладна от околния въздух, без да се нуждае от електрическа енергия. 

  
"Знаем, че съществува спонтанен пренос на топлина между обекти с различни температури", коментира Цинчен Шен на пресконференция по време на срещата. Тяхната технология за охлаждане се възползва от този топлинен трансфер, но с уловка. Повечето PDRC материали (бои, филми и т.н.) са бели или с огледално покритие, за да се постигне широколентово отразяване на слънчевата светлина. Пигментите или багрилата пречат на това, тъй като поглъщат специфични дължини на вълните на светлината и отразяват само определени цветове, като по този начин трансформират енергията от светлината в топлина. Филмите, създадени от Шен и др., са цветни, но това е структурен цвят под формата на нанокристали, а не се дължи на добавянето на пигменти или багрила. Така че цветът може да бъде добавен, без да се жертва ефективността на пасивното охлаждане. 
Добрият материал PDRC трябва да остане по-хладен от въздуха около него през деня, което означава, че трябва да отразява много слънчева светлина, без да я поглъща. Шен и неговите колеги решават да работят с материали на растителна основа за своите пасивно охлаждащи иридесцентни филми, по-специално с целулоза. "Целулозата е най-разпространеният полимер в природата", казва Шен за избора си на материал. "Лесно можете да намерите целулоза в дървото или памука. Като естествен материал целулозата е устойчива и биосъвместима. Освен това тя почти не поглъща слънчевата енергия и има много висока топлинна излъчвателна способност в инфрачервения диапазон. Тези свойства са от решаващо значение за постигане на радиационно охлаждане." 
Трикът е да използвате два отделни слоя с различни функции. Единият слой се състои от целулозни нанокристали, които могат да се извличат от възобновяеми източници като дървесина според Шен. След като бъдат извлечени, нанокристалите се разпръскват във вода и когато водата се изпари, нанокристалите се самосглобяват във фотонна кристална структура. Така полученият филм ще отразява видимата светлина с определена дължина на вълната, за да се получат естетически приятни цветове - в този случай светлозелено и синьо, въпреки че Шен каза, че може да се регулира суспензията на целулозните нанокристали, за да се получат други цветове, например червено. 

  
Вторият слой е направен от пореста етилцелулоза, която служи за разсейване на светлината, която успява да проникне през слоя целулозни нанокристали. Между двата слоя се получават както цветът, така и широколентовите свойства за отразяване на слънчевата светлина, необходими за PDRC. Когато Шен и съавтори измерват ефективността на своите цветни филми под въздействието на слънчевата светлина, те установяват, че филмите са значително по-хладни от околния въздух и че квадратен метър от филма генерира около 120 W охлаждаща мощност - сравнима със среден домашен климатик. 
  
Изследователите са уверени, че техният производствен процес може да бъде достатъчно мащабиран за търговски приложения; те вече могат да ги произвеждат по няколко метра наведнъж, използвайки стандартна производствена линия. Освен за пасивно охлаждане на сгради и автомобили - наличието на цветове би направило филмите особено привлекателни за автомобилната индустрия според Шен - филмите биха могли да бъдат адаптирани като сензори за откриване на промени в метеорологичните условия или нивата на замърсяване. Екипът експериментира и с добавянето на текстура към етилцелулозния слой на техните филми, подобна на тази, която се среща в различните видове дървени покрития, което би могло да ги направи по-привлекателни за използване в домове или други сгради. 

Снимки: Unsplash/Qingchen Shen 

Виж още: Как да избегнете трафика по време на ваканция