Солнечный свет

Холодными зимними днями, когда муконазальный секрет превращается в сосульки, многие из нас мечтают, чтоб лето наступило быстрее. Но, когда лето неминуемо наступает, и жара раскаляет асфальт, машины и людей, наши желания меняются в противоположную сторону. Спасаться от жары можно разными методами: тень, чай, купание в водоеме, переезд на Северный полюс и т.д. Но самый распространенный и самый технологичный метод это кондиционеры. Проблема в том, что эти устройства потребляют немало энергии и сопутствуют выделению углекислого газа в атмосферу. Ученые из Калифорнийского университета (США) решили разработать новый метод охлаждения помещений, в котором нет нужды в кондиционерах, а всю работу выполняет определенная краска, нанесенная на внешние стены помещения. Какие физические законы эксплуатирует данная разработка, как именно она сопутствует охлаждению, и насколько эффективна охлаждающая краска? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.

Основа исследования

Одним из самых широко известных физических явлений является способность разных материалов по-разному взаимодействовать с электромагнитными излучениями. Все мы знаем, что в солнечный день лучше одеть белую футболку, нежели черную, ибо белые поверхности лучше отражают солнечный свет, чем черные. За этим известным фактом стоит сразу несколько физических явлений (поглощение, отражательная способность и т.д.).

Эти процессы происходят и со зданиями. Большинство современных белых красок способны отражать до 85% солнечного излучения. Однако этот показатель можно улучшить, по словам ученых, реализовав достаточно простые модификации химического состава краски.

В рассматриваемом нами сегодня исследовании ученые предложили так называемый метод пассивного дневного радиационного (излучательного) охлаждения (PDRC от passive daytime radiative cooling), который включает в себя отражение солнечного света (длина волны l = 0.32.5 мм) и излучение длинноволнового инфракрасного (LWIR; l = 813 мм) тепла через соответствующие окна атмосферной передачи в космическое пространство (1А).


Изображение 1

Когда поверхность под открытым небом имеет достаточно высокий коэффициент отражения солнечного света (R_solar) и коэффициент излучения LWIR (_LWIR), солнечное нагревание перевешивается радиационными потерями тепла в космическое пространство, поэтому поверхность самопроизвольно охлаждается даже при сильном солнечном освещении. Если данные принципы реализовать в виде краски, которой будут покрыты наружные стены и крыши зданий, то эффективность охлаждения будет намного лучше, чем от классических кондиционеров (не говоря уже о снижении негативного воздействия на экологию).

Использование отражения света в качестве основы для охлаждения изучается уже достаточно давно. Еще в 1960-ых годах ученые рассматривали охлаждающие свойства полимеров, диэлектриков и полимерных композитов. Позднее интерес к такого рода исследованиям снизился, однако в последние годы, когда вопросы энергоэффективности и экологической безопасности стали одними из важнейших, исследования начались заново. В новых разработках большое внимание уделялось фотонным и полимерным охладителям.

Например, фотонные многослойные пленки, которые могут обеспечивать высокий R_solar и селективный LWIR, достигают температур ниже температуры окружающей среды, что делает их полезными для систем HVAC с водяным охлаждением, холодильников и термоэлектрических устройств. Однако, несмотря на хорошие показатели, данная методика не может стать массовой, ввиду своей сложности и дороговизны. Следовательно, применение определенных покрасочных материалов для охлаждения помещений является самым перспективным направлением в этой области. Тем не менее для полноценной реализации краски-охладителя необходимо учитывать несколько важных факторов и переменных.

Результаты исследования

С физической точки зрения требования к ограждающим конструкциям PDRC четко определены (1B): высокий R_solar для минимизации солнечного нагрева и высокий LWIR для максимизации радиационных потерь тепла в космос.

Авторы сего труда отмечают, что в литературе по радиационному охлаждению подчеркивается необходимость селективного излучения LWIR для максимизации охлаждения, однако это необходимо только для достижения оптимальных характеристик при температурах, существенно ниже температуры окружающей среды. В реальности же экстерьер зданий имеет температуру, близкую или превышающую температуру окружающей среды, из-за их контакта с воздухом и тепловыделения внутри помещений. Следовательно, широкополосный тепловой эмиттанс* (в диапазоне l 2.540 мм), составляющий длины волн LWIR, может быть столь же эффективным при охлаждении, что и селективный эмиттанс LWIR (1A и 2B).


Изображение 2

Тепловой эмиттанс* (тепловая испускательная способность) отношение излучаемого тепла конкретного объекта или поверхности к излучению стандартного черного тела.

Не стоит забывать и о том, что данная система охлаждения должна соответствовать определенным практическим нормам. Технология PDRC охлаждения должна быть:

• применима на поверхностях с различными формами, размерами и текстурами;
• устойчива к химическим веществам окружающей среды, солнечному излучению и погоде;
• экономична и доступна в различных социально-экономических условия.

Выходит, что технология PDRC должна быть универсальной, недорогой, долговечной, масштабируемой и, естественно, эффективной. Комбинация таких эпитетов желательна для любой технологии или устройства, вопрос можно ли этого достичь на практике. Ученые считают, что именно белая краска соответствует всем вышеперечисленным параметрам.

Морфологически краски представляют собой композиты, содержащие оптические рассеиватели, обычно диэлектрические пигменты, встроенные в полимер. Типичная белая краска содержит пигменты TiO₂, диспергированные в акриле или силиконе в массовом соотношении 1: 1, с дополнительными компонентами, такими как SiO₂ и CaCO₃. Эти изначально излучающие материалы придают краскам почти единичный, широкополосный 0.95.

Однако R_solar красок ниже, чем у конструкций PDRC на основе серебра (0.920.97), так как промышленность предпочла использовать именно рутиловый TiO₂ в качестве белого пигмента. Высокий показатель преломления наночастиц TiO₂ (n > 2.5) относительно показателя полимерных связующих (n = 1.5) позволяет им рассеивать солнечный свет более эффективно, чем такое же количество других белых пигментов, что делает TiO₂ экономически эффективным.

Тем не менее, благодаря ширине запрещенной зоны 3.0 эВ (l = 0.413 мм), TiO₂ по своей природе поглощает ультрафиолетовый (0.30.4 мм) и фиолетовый* (0.40.41 мм) свет, которые несут 7% солнечной энергии (2А).

Фиолетовый свет* находится на верхнем конце видимого спектра, с длиной волны ~ 380-450 нм. Свет с более короткой длиной волны, чем фиолетовый, но длиннее, чем рентгеновские и гамма-лучи, называется ультрафиолетовым.

Это ограничивает R_solar до < 0.95 (2B). Ранее проведенные исследования позволили оптимизировать размер частиц TiO₂ для улучшения рассеяния и приближения к этому пределу. Однако поглощение солнечного света в ближней инфракрасной области (NIR, l 0.72.5 мм) полимерными связующими (2А) и неоднородность отражения на других длинах волн означают, что даже при оптимизации R_solar имеет реалистичный предел в 0.92 и составляет < 0.86 для лучших на рынке красок на основе TiO₂ (2В).

Эти показатели описывают мировой стандарт охлаждающего покрытия для экстерьера зданий, и позволяют крышам и стенам с таким покрытием быть значительно холоднее, чем без покрытия. Но они не могут обеспечить охлаждение в условиях окружающей среды при сильном солнечном освещении (1С).

Повышение R_solar, однако, может превратить краски в радиационные охладители, которые непрерывно отдают тепло в атмосферу независимо от времени суток, и, следовательно, снижают охлаждающую нагрузку на здания (1C).

Повысить R_solar белых красок вполне реально за счет материальных изменений. Поскольку краски являются оптически неоднородными рассеивающими средами, удаление любых источников поглощения усиливает R_solar. Есть два способа достичь этого:

• заменить TiO₂ на УФ-неабсорбирующие пигменты;
• использовать полимерные связующие с низким показателем преломления с низкой УФ- и ИК-абсорбцией.

Первый способ может быть также реализован по-разному. Одной из возможностей является использование пигментов с большими оптическими запрещенными зонами, таких как Al₂O₃ (7.0 эВ, 0.177 мм) и BaSO₄ (6.0 эВ, 0.208 мм). Либо использовать полимерные пигменты, такие как частицы политетрафторэтена (ПТФЭ), которые имеют минимальное поглощение на длинах волн Солнца. В частности, пигменты Al₂O₃, BaSO₄ и PTFE имеют собственные оптические фононные резонансы или колебательные моды в инфракрасном диапазоне длин волн, что делает их пригодными для излучения тепла.

Более новым, недавно исследованным вариантом является использование микроскопических воздушных пустот в качестве пигментов для рассеивания солнечного света. В этом случае эмиттанс возникает исключительно от самого пористого полимера.

Второй способ может быть достигнут за счет использования фторполимеров, таких как P(VdF-HFP) или коммерчески доступных водных P(VdF) вариантов. По сравнению с акриловым или силиконовым, фторполимеры имеют меньше связей C-H или O-H, которые поглощают солнечный свет при l = 1.2, 1.4, 1.7 и 2.3 мм, и больше связей C-F, которые слабо поглощают свет при 2.1 мм. Кроме того, фторполимеры поглощают меньше ультрафиолета, чем акрил, еще больше усиливая R_solar.

Поглощающая способность может быть дополнительно снижена путем уменьшения количества полимера в краске. Наконец, поскольку фторполимеры имеют более низкие показатели преломления (1.381.43), чем акрилы (1.495), они усиливают рассеяние на пигментах и, следовательно, показатель R_solar.

На 2А и 2В показаны результаты, касающиеся коэффициентов отражения белых красок на основе TiO₂, стандарта отражения на основе сверхбелого ПТФЭ (Spectralon SRM-99) и посеребренных излучателей.

В отсутствие собственного поглощения УФ-излучения рассеяние на пигментах приводит к высокой отражательной способности УФ-синего. Снижение содержания полимера приводит к аналогичным результатам для длин волн NIR (в ближней инфракрасной области).

Для BaSO₄ и P(VdF-HFP) лакокрасочных покрытий R_solar достигает 0.98, а для покрытий на основе Al₂O₃ и PTFE более 0.94 (2C).

Как показали вышеописанные расчеты, слегка измененные краски действительно обладают большим потенциалом в области радиационного охлаждения экстерьера зданий, однако существует ряд проблем и сложностей.


Изображение 3

Ученые выделяют пять основных проблем, которые могут возникнуть в ходе полноценной разработки PDRC, а также предлагают методы их решения.

Проблема I: максимизация R_solar и WLWIR с минимальным использованием материала. Затраты остаются главной проблемой для любой технологии радиационного охлаждения, включая краски, где более высокие материальные затраты могут стать препятствием.

Решение проблемы достижения высоких значений LWIR кроется в использовании собственных эмиссионных пигментов с определенными размерами в микромасштабе или нанесения красок на излучающие субстраты. А вот высокий R_solar может быть достигнут путем включения воздушных пустот в краски для увеличения оптического рассеяния. Другой возможностью являются двухслойные системы, в которых реализуется более мелкое проникновение солнечных лучей при более коротких длинах волн. Тонкий слой УФ-отражающей краски (2А) может быть нанесен на пленку TiO₂ краски, обеспечивая высокую эффективность рассеяния пигментов TiO₂ при отражении ультрафиолетового света.

Проблема II: долговечность и устойчивость к загрязнению. Многие белые краски со временем испытывают падение отражательной способности солнечных лучей. Такие материалы, как фторполимерные связующие, могут увеличить срок службы отражательной способности и, следовательно, снизить среднегодовые затраты. Загрязнение также представляет собой проблему для всех технологий PDRC, так как снижает солнечную отражательную способность. Следовательно, системы, устойчивые к загрязнению, такие как гидрофобные, стойкие к биологическому обрастанию покрытия, которые могут выдерживать физическую очистку, могут поддерживать эффективность охлаждения и увеличивать срок службы.

Проблема III: блики. Хотя отражение от белых красок рассеянное и менее интенсивное, чем от серебристых, оно может негативно влиять на зрение и нагревать темные объекты, расположенные в области отражения света от белой краски. Решить эту проблему можно посредством ретрорефлекторных* сфер, однако предстоит изучить их влияние на показатели R_solar и _LWIR.

Ретрорефлектор* устройство для отражения лучей света обратно в сторону источника с минимальным рассеиванием.

Проблема IV: эстетика. Белые краски это хорошо, но вряд ли будет эстетично, если все здания в городе будут одного цвета. Чтобы сохранить необходимый уровень R_solar и _LWIR, при этом разнообразив палитру цветов, можно использовать флуоресцентные пигменты, которые преобразуют поглощенный свет в видимом диапазоне в излучение в ближней инфракрасной области.

Проблема V: экология. Полноценная PDRC система может снизить негативное воздействие на окружающую среду, однако использованные в системе краски должны быть экологически чистыми, что не всегда истинно. Следовательно, необходимо заменить те опасные составляющие на экологически безопасные (например, варианты на базе фторполимера на водной основе), что может дополнительно повысить долговечность краски.

Для более детального ознакомления с нюансами исследования рекомендую заглянуть в доклад ученых.

Эпилог

Человеческая натура такова, что мы всегда рады сэкономить. Однако экономия порой приводит к определенным печальным последствиям, о которых мы часто и не задумываемся в нужный момент. С одной стороны использование кондиционеров это просто, быстро, эффективно и не так уж и дорого. С другой стороны это влияет на экологию, что в долгосрочной перспективе выльется в дополнительные расходы на разгребание последствий.

Предложенная в данном труде технология охлаждения учитывает как наше желание сэкономить, так и экологические ограничения. Реализация незначительных изменений состава лакокрасочных материалов позволяет увеличить их отражательную способность с 0.85 до 0.98. Поскольку солнечный свет не будет поглощаться поверхностью экстерьера зданий, они не будут так нагреваться, следовательно, использование кондиционеров (и других классических методов охлаждения) можно будет сократить. Во-первых, это выгодно, а во-вторых, это не так влияет на окружающую среду.

Конечно, остается ряд проблем, которые нуждаются в решении, о чем честно признаются сами авторы сего труда. Экономическая, экологическая и даже эстетическая составляющие будут рассматриваться более детально в последующих исследованиях. В данном же ученые высказали теорию и описали концепцию, которая, к слову, выглядит крайне привлекательно и перспективно, несмотря на ранний этап разработки.

Благодарю за внимание, оставайтесь любопытствующими и хорошей всем рабочей недели, ребята. :)

Немного рекламы

Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас, оформив заказ или порекомендовав знакомым, облачные VPS для разработчиков от $4.99, уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps от $19 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).

Dell R730xd в 2 раза дешевле в дата-центре Equinix Tier IV в Амстердаме? Только у нас 2 х Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $199 в Нидерландах! Dell R420 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB от $99! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?

Изобретение велосипеда зачастую описывает процесс создания чего-то, что уже создано. Другими словами, бессмысленный труд. Однако в научном мире существует множество трудов, которые можно описать этой фразой. Тем не менее многократное создание одного и того же велосипеда разными людьми позволяет взглянуть на него под разным углом, тем самым усовершенствовав его. Подобная ситуация сложилась и с материалами, способными отражать большой процент солнечного тепла, дабы получить пассивное охлаждение без необходимости в системах кондиционирования. Эта тема уже затрагивалась нами ранее (http://personeltest.ru/aways/habr.com/ru/company/ua-hosting/blog/510582/), но ученые из университета Пердью (США) решили взглянуть на эту проблему по-своему, создав при этом ультрабелую краску, способную отражать до 98.1% солнечных лучей. В чем секрет нового лакокрасочного материала, как он создавался, и будет ли его использование на практике действительно выгодным и экологичным? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.

Основа исследования

Лейтмотивом исследований, связанных со снижением экономической и экологической нагрузки на охлаждение, является радиационное (излучательное) охлаждение. Данный метод заключается в пассивном охлаждении за счет специальных устройств, материалов, покрытий и прочего. Чаще всего для реализации радиационного охлаждения применяются сложные многослойные структуры или отражающие металлические слои. Эффект от них, конечно, имеется, однако такой вариант не особо практичен и выгоден.

Попытки реализовать радиационное охлаждение с помощью одного слоя краски тоже часто заканчиваются провалом, ибо в таком случае этот слой будет весьма толстый, а эффект охлаждения незначительный.

Однако, радиационное охлаждение все же имеет свои преимущества, если правильно его реализовать. К примеру, в отличие от активного охлаждения, которое требует электричества, радиационное охлаждение использует атмосферное прозрачное окно (небесное окно) для испускания теплового излучения непосредственно в глубокое небо без потребления энергии. Если тепловое излучение через небесное окно превышает поглощение солнечного света, то на поверхности может сохраняться холодная окружающая среда даже под прямыми солнечными лучами.

Ранее уже были попытки создать краску, способную реализовать радиационное охлаждение. Был вариант, в котором использовался тонкий слой TiO₂ на алюминиевой подложке. В зимний день такая структура демонстрировала температуру на 2 C ниже температуры окружающей среды. Однако, по словам ученых, это, вероятно, было связано скорее с подложкой, а не с самой краской.

Были и варианты без каких-либо красок, основанные на многослойных структурах. В одном из таких вариантов использовались металлический слой, полиэтиленовый аэрогель и делигнифицированная древесина. Очевидно, что подобные конструкции крайне сложны и дороги в реализации, не говоря уже о большой толщине результирующего покрытия.

Другими словами, методов реализации радиационного охлаждения существует довольно много, каждый из них обладает рядом преимуществ и недостатков. Авторы рассматриваемого нами сегодня труда решили попытать удачу в этой области и создали еще один метод пассивного охлаждения, основанный на сочетании пленки из наночастиц BaSO₄ и краски, содержащей эти же наночастицы.

Результаты исследования

Выбор BaSO₄ в качестве главного героя данного труда был неслучайным. BaSO₄ имеет широкую запрещенную зону, что хорошо для малого солнечного поглощения, и фононный резонанс на 9 мкм, что хорошо для высокой излучательной способности. Приняв во внимание эти особенности, удалось создать пленку из наночастиц BaSO₄ с высоким коэффициентом отражения солнечного света (97.6%) и коэффициентом излучения прозрачного окна (0.96).

Для повышения стабильности и надежности пленки была создана акриловая краска, содержащая наночастицы BaSO₄ (60% от объема). Высокая концентрация наночастиц и их широкое распределение по размерам позволяют снизить показатель преломления BaSO₄, что приводит к коэффициенту отражения солнечного света в 98.1% и излучательной способности в 0.95. По заявлению ученых, их BaSO₄-акриловая краска имеет показатель качества 0.77, который является одним из самых высоких среди подобных структур для радиационного охлаждения. При этом их вариант надежен, легок в использовании, а также прекрасно имплементируется в промышленный процесс производства красок.


Изображение 1

Коммерческие белые краски (TiO₂-акриловая) не могут достичь полноценного охлаждения из-за высокого поглощения в УФ-диапазоне (из-за ширины запрещенной зоны TiO₂ в 3.2 эВ) и ближнем инфракрасном (NIR) диапазоне (из-за акриловой абсорбции).

В данном труде была изготовлена пленка из частиц BaSO₄ толщиной 150 мкм на кремниевой пластине (1а) в совмещении с коммерческой белой краской. На СЭМ-снимках (СЭМ от сканирующий электронный микроскоп) пленки BaSO₄ (1b) видно образование воздушных пустот. Интерфейсы между наночастицами BaSO₄ и воздушной полостью увеличивают рассеяние фотонов в пленке, тем самым увеличивая общий коэффициент отражения солнечного света.

Для повышения надежности структуры необходимо обеспечить устойчивость BaSO₄ пленки к воздействию окружающей среды. Именно для этого и была использована акриловая краска. Однако, краска на базе BaSO₄ (1c) обладает низким коэффициентом преломления, в отличие от TiO₂. Чтобы исправить это, концентрация частиц BaSO₄ в краске была повышена до 60%, что значительно выше, чем в промышленных красках.


Изображение 2

Как показано на изображении 2a, для достижения успешного охлаждения ниже температуры окружающей среды необходимы высокая степень отражения солнечного света и высокая степень излучательной способности. Для достижения этого необходимо было уменьшить поглощение в УФ-диапазоне. Это было достигнуто за счет BaSO₄, обладающего запрещенной зоной в ~6 эВ.

А за счет фононного резонанса на 9 мкм возможно проектирование частиц определенного размера так, чтобы лишь один слой был необходим для достижения как отражательной способности, так и излучательной. В результате оптимальный размер частиц BaSO₄ составил 400 нм. В результате пленка BaSO₄ обладала коэффициентом отражения солнечного света в 97.6% и коэффициентом излучения в 0.96 (2b). Эти показатели лучше тех, что демонстрируют коммерчески доступные теплоотражающие краски (коэффициент отражения солнечного света от 80% до 91%).

Ученые отмечают, что использованная в их структуре кремниевая подложка была всего лишь фундаментом, и никак не участвовала в повышении показателей охлаждения. На графике 2c показано сравнение коэффициента отражения различных структур: с подложкой (разный материал и толщина) и без нее. Как мы можем видеть, использование подложки никак не влияет на охлаждающую способность всей структуры.

Что касается краски, то вариант с высоким содержанием частиц BaSO₄ показал лучшие результаты: коэффициент отражения солнечного света 98.1%; коэффициент излучения 0.95. Физика, лежащая в основе высокой степени отражения, была смоделирована посредством метода Монте-Карло* (2d).

Метод Монте-Карло* метод изучения случайных процессов, когда оные описываются математической моделью с использованием генератора случайных величин. Модель многократно обсчитывается, а на основе полученных данных рассчитываются вероятностные характеристики изучаемого процесса.

Толщина слоя краски также была установлена посредством моделирования и практических опытов. При толщине 400 мкм достигались максимальные значения показателей отражения и излучения, тогда как при других толщинах они были немного меньше: при 200 мкм 95.8%; при 224 мкм 96.2%; при 280 мкм 96.8% (2e).


Изображение 3

Далее были проведены полевые испытания, дабы воочию понаблюдать за работой созданной структуры. Опыты проводились 14-16 марта 2018 года в городе Вест-Лафайет (штат Индиана) при пиковом солнечном излучении 907 Вт/м² и влажности 42% (3a).

Температура образца упала на 10.5 C ниже температуры окружающей среды в течение ночи и оставалась на 4.5 C ниже температуры окружающей среды даже при пиковом солнечном излучении. Для сравнения, коммерческие варианты краски нагревались на 6.8 C выше температуры окружающей среды при таких же условиях опыта.

Дополнительные опыты в городе Рино (штат Невада) 28 июля 2018 года показали, что мощность охлаждения достигла в среднем 117 Вт/м² за суточный период при 10% влажности (3b).

Мощность теплового излучения увеличивалась с повышением температуры поверхности в дневное время, что компенсирует более высокое поглощение солнечной энергии. Таким образом, оценка мощности охлаждения без учета температуры поверхности может быть неверным показателем эффективности охлаждения.

Термоэмиссионная мощность пленки BaSO₄ при 15 C достигала 106 Вт/м². Дополнительно были проведены полевые испытания BaSO₄ краски (3c и 3d), которая оставалась холоднее окружающей среды в течение суток при пиковом солнечном излучении в 993 Вт/м² и влажности около 50% (показатель получен в полдень).

Поскольку созданная BaSO₄ краска предназначена для наружного применения, необходимо было также проверить ее надежность. Для этого были проведены тесты на истирание, атмосферные воздействия на открытом воздухе и определение вязкости.


Изображение 4

Во время тестов на истирание (4a) на образец помещали пару абразивных кругов с нагрузкой 250 г на каждый круг. Обновление кругов производилось каждые 500 циклов, между чем измерялась потеря массы образца. Коэффициент износа определялся как потеря массы (мг) на каждые 1000 циклов. Результирующий коэффициент износа BaSO₄ краски достигал 150, что сравнимо с коммерческими красками (104). Тест влияния окружающей среды проводился довольно просто: образец помещали под открытым небом на 3 недели (4b). В течение всего времени коэффициент отражения солнечного света и коэффициент излучения оставались практически неизменными. Вязкость BaSO₄ краски также была измерена и показала значения, схожие с оным для коммерческих вариантов (4c).

Для более детального ознакомления с нюансами исследования рекомендую заглянуть в доклад ученых.

Эпилог

В данном труде ученые в очередной раз обратили свое внимание на вопрос радиационного охлаждения, который соблазняет своей экологичностью и экономичностью по сравнению с классическими методами. Их идея заключается в использовании микроскопических частиц BaSO₄ и создании двухслойной структуры. Один слой это пленка из этих частиц, второй акриловая краска, в состав которой входят опять же частицы BaSO₄.

В результате полученная пленка смогла показать коэффициент отражения солнечного света 97.6%, а коэффициент излучения 0.96. Но это еще не максимум, что может разработанная структура. Совместив пленку из BaSO₄ с краской, в состав которой также входит BaSO₄, удалось достичь коэффициента отражения солнечного света 98.1% и коэффициента излучения 0.95.

Полевые испытания показали, что температура поверхности, покрытой BaSO₄ краской, была на 4.5 C ниже температуры окружающей среды, а средняя мощность охлаждения при этом составляла 117 Вт/м².

По надежности и износостойкости полученная краска ничем не уступает своим коммерческим собратьям. Кроме того, имплементация данной разработки в промышленность не требует больших затрат или специфического оборудования. Другими словами, создавать и использовать такой материал будет довольно просто и выгодно.

Благодарю за внимание, оставайтесь любопытствующими и хорошей всем рабочей недели, ребята. :)

Немного рекламы

Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас, оформив заказ или порекомендовав знакомым, облачные VPS для разработчиков от $4.99, уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps от $19 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).

Dell R730xd в 2 раза дешевле в дата-центре Maincubes Tier IV в Амстердаме? Только у нас 2 х Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $199 в Нидерландах! Dell R420 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB от $99! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?