کاهش دمای محیط با توسعه فیلم های رنگی

به گزارش خبرگزاری صدا وسیما، به نقل از ستاد نانو، در یک روز گرم تابستانی، لباس سفید به دلیل بازتاب، نه جذب نور، از سایر رنگ‌ها خنک‌تر است. رنگ‌های دیگری مانند آبی یا سیاه، با جذب نور، اثر گرمایشی دارند. برای دور زدن این اثر گرمایشی در فیلم‌های خنک‌کننده رنگی، محققان از نانوساختار موجود در در بال پروانه الهام گرفتند.

بر اساس این گزارش، محققان فیلم‌های جدیدی ساختند که هیچ نوری را جذب نمی‌کنند و می‌توان از آن‌ها در قسمت بیرونی ساختمان‌ها، وسایل نقلیه و تجهیزات برای کاهش انرژی مورد نیاز برای خنک کردن استفاده کرد.

وانلین وانگ، رهبر این تیم تحقیقاتی از دانشگاه شنژن در چین می‌گوید: «در ساختمان‌ها از مقادیر زیادی انرژی برای خنک‌کننده‌ها و تهویه استفاده می‌شود. فیلم‌های خنک‌کننده ما می‌تواند به پیشبرد پایداری انرژی و کاهش انتشار دی‌اکسید کربن کمک کند.»

محققان نشان دادند، فیلم‌هایی که آن‌ها توسعه داده‌اند دمای اشیاء رنگی را چند درجه سانتی‌گراد پایین‌تر از دمای محیط پایین می‌آورد.

آن‌ها همچنین دریافتند که وقتی تمام روز در خارج از محیط ساختمان قرار گیرند، نسخه آبی فیلم‌ها تقریباً ۲۶ ℃ خنک‌تر از رنگ آبی رایج در خودرو‌ها است. این نتایج نشان‌دهنده صرفه‌جویی در مصرف انرژی سالانه تقریباً ۱۳۷۷ MJ/m ۲ است.

وانگ گفت: «با فیلم‌های جدید ما، بدون توجه به رنگ، اشباع شدن یا روشنایی، عملکرد خنک‌کنندگی عالی حاصل می‌شود. آن‌ها حتی می‌توانند در منسوجات برای ایجاد لباس با هر رنگی که در دمای گرم راحت باشد استفاده شود.»

یک خودروی آبی، آبی به نظر می‌رسد، زیرا نور زرد را جذب می‌کند و نور آبی را منعکس می‌کند. مقدار زیادی از نوری که جذب می‌شود ماشین را گرم می‌کند. با این حال، پروانه‌های آبی رنگ( مورفو)، رنگ آبی بسیار اشباع خود را بر اساس نانوساختار بال‌های خود تولید می‌کنند. برای طراحی نانوفیلم خنک‌کننده از این ساختار‌ها تقلید می‌شود تا رنگ‌های شادی ایجاد شود که برخلاف رنگ‌ها سنتی نور را جذب نمی‌کند.

محققان برای ایجاد نانوفیلم‌های الهام گرفته از مورفو(پروانه آبی)  یک ماده با ساختار بی نظم را در زیر یک ماده چند لایه ساخته شده از دی اکسید تیتانیوم و دی اکسید آلومینیوم قرار دادند. سپس این ساختار را روی یک لایه نقره قرار دادند که منعکس‌کننده تمام نور است، بنابراین از جذب اشعه خورشیدی و گرمایش مرتبط با آن جلوگیری می‌شود.

رنگ فیلم با توجه به اینکه چگونه مؤلفه‌های موجود در ساختار چند لایه نور را منعکس می‌کنند، تعیین می‌شود. به عنوان مثال، برای ایجاد رنگ آبی، مواد چند لایه به گونه‌ای طراحی شده است که نور زرد را در محدوده بسیار باریک از زوایای منعکس کند در حالی که ساختار بی‌نظم نور آبی را در یک منطقه وسیع پراکنده می‌کند.

برای آزمایش این فناوری جدید، محققان فیلم‌های آبی، زرد و سفید ر در خارج از فضای ساختمان در دانشگاه شنژن قرار دادند، این رنگ‌ها در زمستان و تابستان روی سطحی مانند سقف، خودرو، پارچه و تلفن‌های همراه از ۹ صبح تا ۴ بعدازظهر قرار گرفت. با استفاده از حسگر‌های تشخیص دما( ترموکوپل) و دوربین‌های مادون قرمز برای اندازه‌گیری دما، آن‌ها دریافتند که فیلم‌های خنک‌کننده در زمستان بیش از ۱۵ ℃ خنک‌تر و در تابستان حدود ۳۵ ℃ خنک‌تر از سطوح رایج هستند.