Các kỹ sư đã phát triển một lớp phủ polyme PDRC (làm mát bằng bức xạ ban ngày thụ động) bên ngoài hiệu suất cao với các khe hở không khí có kích thước từ nanomet đến miniscels có thể được sử dụng làm bộ phận làm mát không khí tự phát cho mái nhà, tòa nhà, bể chứa nước, xe cộ và thậm chí cả tàu vũ trụ — bất cứ thứ gì có thể được sơn. Họ đã sử dụng kỹ thuật chuyển đổi pha dựa trên dung dịch để tạo cho polyme một cấu trúc giống như bọt xốp. Khi tiếp xúc với bầu trời, lớp phủ PDRC polyme xốp phản chiếu ánh sáng mặt trời và nóng lên để đạt được nhiệt độ thấp hơn so với vật liệu xây dựng thông thường hoặc thậm chí cả môi trường xung quanh không khí.
Với nhiệt độ tăng cao và các đợt nắng nóng làm gián đoạn cuộc sống trên toàn thế giới, các giải pháp làm mát ngày càng trở nên quan trọng. Đây là một vấn đề then chốt, đặc biệt là ở các nước đang phát triển, nơi nhiệt độ mùa hè có thể cực đoan và dự kiến sẽ tăng lên. Tuy nhiên, các phương pháp làm mát phổ biến, chẳng hạn như không khí điều hòa, đắt tiền, sử dụng nhiều năng lượng, yêu cầu tiếp cận điện sẵn sàng và thường yêu cầu chất làm mát làm suy giảm tầng ozone hoặc làm nóng nhà kính.
Phương pháp thay thế cho các phương pháp làm mát sử dụng nhiều năng lượng này là PDRC, một hiện tượng trong đó các bề mặt nguội đi một cách tự nhiên bằng cách phản xạ ánh sáng mặt trời và tỏa nhiệt vào bầu khí quyển mát hơn. Nếu bề mặt có hệ số phản xạ mặt trời (R) có thể giảm thiểu sự gia tăng nhiệt của mặt trời và với tỷ lệ bức xạ nhiệt cao (Ɛ) có thể tối đa hóa sự mất nhiệt bức xạ trên bầu trời, PDRC có hiệu quả nhất. Nếu R và Ɛ đủ cao, ngay cả khi sự mất nhiệt thực sẽ xảy ra dưới ánh nắng mặt trời.
Việc phát triển các thiết kế PDRC thực tế là một thách thức: nhiều giải pháp thiết kế gần đây rất phức tạp hoặc tốn kém và không thể triển khai hoặc áp dụng rộng rãi trên các mái nhà và tòa nhà có hình dạng và kết cấu khác nhau. Cho đến nay, sơn trắng rẻ và dễ thi công vẫn là tiêu chuẩn cho PDRC. Tuy nhiên, các lớp phủ trắng thường có các sắc tố hấp thụ tia cực tím và không phản xạ tốt các bước sóng dài hơn của ánh sáng mặt trời nên hiệu suất của chúng chỉ ở mức trung bình.
Các nhà nghiên cứu của Columbia Engineering đã phát minh ra lớp phủ polymer PDRC bên ngoài hiệu suất cao với các khe hở không khí ở quy mô nanomet đến micron có thể được sử dụng làm máy làm mát không khí tự phát và có thể được nhuộm và sơn trên mái nhà, tòa nhà, bể chứa nước, xe cộ và thậm chí cả tàu vũ trụ — bất cứ thứ gì có thể được sơn. Họ đã sử dụng kỹ thuật chuyển đổi pha dựa trên dung dịch để tạo cho polyme một cấu trúc giống như bọt xốp. Do sự khác biệt về chỉ số khúc xạ giữa các lỗ rỗng không khí và polyme xung quanh, các lỗ rỗng không khí trong polyme xốp tán xạ và phản xạ ánh sáng mặt trời. Polyme làm trắng và do đó tránh được sự nóng lên của mặt trời, trong khi khả năng phát xạ vốn có của nó cho phép nó tỏa nhiệt vào bầu trời một cách hiệu quả
Thời gian đăng: 18-03-2021