Полимерная кровельная пленка вместо кондиционера

  • Поделиться в facebook
  • Поделиться в twitter
  • Поделиться в google +
  • Поделиться в pinterest
Ronggui Yang и Xiabo Yin со своей разработкой - теплозащитной пленкой

Команда инженеров из Колорадского университета в Боулдере разработала новый метаматериал с необычными свойствами, отсутствующими в природе. Материал является масштабируемым, и имеет коммерческое применение в качестве своего рода системы кондиционирования воздуха для сооружений. Он также имеет способность охлаждать объекты, даже при прямом контакте с солнечным светом, без потребления энергии или воды.

Изобретение является продуктом 3-х миллионного гранта, выданного Агенством перспективных исследований в области энергетики (ARPA-E) департамента энергетики США еще в 2015 году. В 2017 году разработанная технология перешла в этап патентирования с одновременным изучением потенциальных рынков для коммерциализации.


У данной технологии много преимуществ, по сравнению с другими материалами и процессами, так как она обеспечивает работу в режиме 24/7 без каких-либо электрических или водных затрат. Полимерный метаматериал может найти применение во многих отраслях промышленности, в том числе аэрокосмической, сельскохозяйственной и энергетической, а так же может оказаться полезен для обычных жилых помещений. Всего 10-20 кв.м. материала может охладить дом в летнее время.

Так же, новый метаматериал способен продлить срок службы и повысить эффективность (на 1-2%) панелей солнечных батарей, так как от прямых солнечных лучей они нагреваются и снижается выработка электричества.

Как работает метаматериал

Поверхность покрытая пленкой из метаматериала охлаждает объекты, находящиеся снизу. Солнечная энергия отражается в обратном направлении, при этом тепло от самих объектов способно излучатся вверх в виде инфракрасного теплового излучения.

Задача для исследователей заключалась в создании материала, который мог бы обеспечить два-в-одном: отражать любые входящие солнечные лучи обратно в атмосферу, сохраняя при этом возможность выхода для инфракрасного излучения.


Получившийся материал состоит из произвольно расположенных полимерных стекло-волоконных сферических гранул (шариков) и тонкого нижнего слоя серебра, обладающего отражающим эффектом.

Следует отметить, что этот метод не является новым. В 2014 году исследователи из Стэнфордского университета создали материал на основе кремния, который выполнял те же функции, но был сложным и очень дорогим в изготовлении.

«Образование метаматериала из стекловолокна и нанесение серебряного покрытия происходят последовательно в течении одного цикла прокатки рулона», – сообщил Ронгги Янг (Ronggui Yang), профессор отдела механики, член Американского общества инженеров-механиков. Это означает, что пленка может быть изготовлена с использованием стандартных способов производства рулонов по цене около 50 центов за квадратный метр.

«Всего 10 – 20 квадратных метров этого материала, расположенного на крыше, может в летнее время обеспечить прохладой жителей дома», – сообщил Ганг Тан (Gang Tan), доцент Департамента гражданской архитектуры университета Вайоминга и соавтор разработки.

В журнале Science было отмечено, что стеклополимерный гибридный материал может выступить «экологически безопасным средством дополнительного охлаждения» для теплоэлектроцентралей, которые требуют колоссального количества воды и энергии, для поддержания собственные механизмов в оптимальных температурных режимах.

Толщина пленки всего 50 микрометров, это немного больше, чем алюминиевая фольга, которая есть почти у каждого на кухне. Ее, как и фольгу, можно легко и недорого производить рулонами для крупномасштабных жилых и коммерческих применений.

«Мы считаем, что эта недорогая технология станет реальным дополнением в системах охлаждения», – отметил в своем заявлении помощник профессора Сяобо Инь (Xiaobo Yin), который руководил исследованиями.

Инь сказал, что здания и электростанции – не единственные объекты, где можно применять новый метаматериал. Он может препятствовать перегреву солнечных панелей, что позволяет им работать не только дольше, но и более эффективно.

«Просто накрывая этим материалом поверхности солнечной панели, мы можем охладить панель и восстановить еще один-два процента солнечной эффективности», – сказал Инь. «В больших масштабах это имеет существенное значение».

А что вы об этом думаете?

  1. Оставьте свой комментарий, Ваше мнение для нас очень важно.

Ваш комментарий:

Поля обозначенные как * требуются обязательно. Перед постингом всегда делайте просмотр своего комментария.


(не публикуется)