‎บาคาร่า AC ที่ปราศจากพลังงาน? ห่อสะท้อนความร้อนสามารถเย็นโดยไม่มีพลังงาน‎

บาคาร่า AC ที่ปราศจากพลังงาน? ห่อสะท้อนความร้อนสามารถเย็นโดยไม่มีพลังงาน‎

บาคาร่า a zero-energy material that looks like plastic wrap.‎วัสดุใหม่ที่บางพอ ๆ กับอลูมิเนียมฟอยล์สามารถใช้เพื่อทําให้บ้านหรือโรงไฟฟ้าเย็นลงได้โดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้าหรือน้ําใด ๆ วัสดุนี้ควบคุมคุณสมบัติของแสงเพื่อสะท้อนรังสีของดวงอาทิตย์ในขณะที่ปล่อยให้วัตถุที่อยู่ด้านล่างแผ่ความร้อนอย่าง

อดทนเพื่อทําให้เย็นลง‎‎ ‎‎(เครดิตภาพ: เกล็น อาซาคาวะ)‎

‎วัสดุยิ่งยวดแห่งอนาคตที่สะท้อนความร้อนซึ่งดูเหมือนม้วนพลาสติกห่อวันหนึ่งสามารถทําให้ทั้งบ้านและโรงไฟฟ้าเย็นลงโดยไม่ต้องใช้พลังงานใด ๆ ตามการศึกษาใหม่‎‎ซึ่งแตกต่างจาก‎‎แผงโซลาร์เซลล์‎‎วัสดุยังคงทํางานต่อไปแม้ในขณะที่พระอาทิตย์ตกดินโดยไม่มีไฟฟ้าเพิ่มเติม และห่อพลาสติกประกอบด้วยวัสดุราคาถูกและง่ายต่อการผลิตที่สามารถผลิตได้ง่ายบนม้วน‎‎”เรารู้สึกว่ากระบวนการผลิตต้นทุนต่ํานี้จะมีการเปลี่ยนแปลงสําหรับการใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริง” Xiaobo Yin วิศวกรเครื่องกลและนักวิทยาศาสตร์วัสดุที่มหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์‎‎กล่าวในแถลงการณ์‎

‎ การระบายความร้อนแบบแผ่รังสี‎

‎เมื่อ‎‎รังสี‎‎เช่นแสงแดดกระทบกับวัตถุความยาวคลื่นของแสงที่แตกต่างกันสามารถสะท้อนส่งหรือดูดซับขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุ ตัวอย่างเช่นวัสดุสีดําเช่นแอสฟัลต์มีแนวโน้มที่จะดูดซับแสงที่มองเห็นได้มากที่สุดในขณะที่วัตถุที่ซีดหรือเงางามมักจะสะท้อนแสงนั้น [‎‎50 ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับดาวเคราะห์โลก‎]

‎หยินกล่าวว่าเขาและเพื่อนร่วมงานของเขาสงสัยว่าพวกเขาสามารถจัดการกับการเคลื่อนที่ของแสงผ่านวัสดุเพื่อให้สารเย็นลงอย่างมีประสิทธิภาพวัตถุอย่างอดทนโดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้า ในการทําเช่นนั้นพวกเขามองไปที่ยักษ์: โลกซึ่งในคืนที่อากาศแจ่มใสจะทําให้ตัวเองเย็นลงโดยการแผ่‎‎แสงอินฟราเรด‎‎ออกสู่จักรวาล สิ่งที่จับได้คือโลกร้อนขึ้นอย่างมากในระหว่างวันเนื่องจากรังสีดวงอาทิตย์ที่เข้ามาถล่มโลก‎

‎อย่างไรก็ตามทีมงานสงสัยว่ามีวิธีควบคุมการระบายความร้อนด้วยอินฟราเรดแบบแผ่รังสีในขณะที่เบี่ยงเบนรังสีที่เข้ามาจากดวงอาทิตย์ไปพร้อม ๆ กันหยินกล่าว ‎

‎ทีมงานได้คิดค้นวัสดุเมตาวัสดุสามสารประกอบซึ่งมีชั้นฐานเป็นแผ่นหนากว่าอลูมิเนียมฟอยล์เล็กน้อยทําจากโพลีเมทิลเพนทีนโพลีเมอร์แบบซีทรู จากนั้นนักวิจัยจะสุ่มสลับลูกปัดแก้วขนาดเล็กทั่วทั้งวัสดุและเคลือบด้านล่างด้วยชั้นบาง ๆ ของเงินสะท้อนแสง ‎

‎ลูกปัดแก้วมีขนาดที่เหมาะสมในการกระตุ้นให้เกิดเอฟเฟกต์ควอนตัมที่เรียกว่าเสียงสะท้อนของโฟนอน

โพลาริตัน ผลกระทบนี้เกิดขึ้นเมื่อ‎‎โฟตอน‎‎, หรืออนุภาคแสง, ในสเปกตรัมอินฟราเรดทําปฏิกิริยากับการสั่นสะเทือนในอะตอมของแก้ว. นักวิจัยพบว่าเมื่อแสงแดดกระทบด้านบนของวัสดุลูกปัดแก้วและด้านล่างสีเงินมันวาวของวัสดุกระจายแสงที่มองเห็นได้กลับออกไปในอากาศ ในขณะเดียวกันรังสีอินฟราเรดก็ไหลผ่านด้านล่างออกไปทางด้านบนของวัสดุทําให้สิ่งที่อยู่ใต้วัสดุเย็นลงผู้ตรวจสอบกล่าว ‎

‎โดยรวมแล้วประมาณ 96 เปอร์เซ็นต์ของแสงแดดที่กระทบวัสดุเด้งกลับออกมานักวิจัยรายงานเมื่อวันที่ 9 กุมภาพันธ์ใน‎‎วารสาร Science‎‎ เฉดสีเย็น‎‎เมื่อนักวิจัยทดสอบวัสดุในสนามพวกเขาพบว่ามันสร้างผลการระบายความร้อนเทียบเท่ากับประมาณ 110 วัตต์ต่อตารางเมตรในช่วงเวลา 72 ชั่วโมงและสูงถึง 90 วัตต์ต่อตารางเมตรเมื่อเผชิญกับแสงแดดโดยตรงตอนเที่ยงสูงนักวิทยาศาสตร์กล่าวในแถลงการณ์ นั่นคือพลังงานจํานวนเท่ากันกับที่ผลิตโดยแผงโซลาร์เซลล์ทั่วไปในช่วงเวลานั้น (วัสดุเย็นตัวลงเรื่อย ๆ แต่ไม่ได้ให้พลังงานเหมือนแผงโซลาร์เซลล์)‎

‎”เพียง 10 ถึง 20 ตารางเมตร [107 ถึง 215 ตารางฟุต] ของวัสดุนี้บนดาดฟ้าสามารถทําให้บ้านครอบครัวเดี่ยวเย็นลงได้อย่างสวยงามในฤดูร้อน” Gang Tan ผู้เขียนร่วมการศึกษาศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมโยธาและสถาปัตยกรรมที่มหาวิทยาลัยไวโอมิง‎‎กล่าวในแถลงการณ์‎‎นักวิจัยกล่าวว่าวัสดุใหม่นี้ยังสามารถใช้เพื่อระบายความร้อนให้กับโรงไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกซึ่งปัจจุบันใช้น้ําและพลังงานเพื่อให้เครื่องจักรเย็นลง นอกจากนี้วัสดุใหม่สามารถเพิ่มอายุการใช้งานและปรับปรุงประสิทธิภาพการทํางานของแผงโซลาร์เซลล์ซึ่งมักจะร้อนเกินไปที่จะทํางานได้อย่างมีประสิทธิภาพนักวิทยาศาสตร์กล่าว‎

‎”เพียงแค่ใช้วัสดุนี้กับพื้นผิวของแผงโซลาร์เซลล์ เราสามารถทําให้แผงเย็นลงและกู้คืนประสิทธิภาพพลังงานแสงอาทิตย์ได้อีก 1 ถึง 2 เปอร์เซ็นต์” หยินกล่าว “นั่นสร้างความแตกต่างอย่างมากในวงกว้าง”‎

‎เผยแพร่ครั้งแรกใน ‎‎วิทยาศาสตร์สด‎‎.‎ บาคาร่า / คาเฟ่