Okna nadają się do wypełniania pomieszczeń naturalnym światłem, ale są również głównym portalem do manipulowania temperaturą. Kiedy jest zimno, około 30 proc. ciepła z wnętrza może uciec przez okna, podczas gdy w cieplejsze dni około 76 proc. światła słonecznego padającego na okna wchodzi jako ciepło. Dlatego ważne jest, aby załatać tę lukę, najlepiej bez niszczenia tego, co sprawia, że okna są atrakcyjne. Nowa powłoka, stworzona przez naukowców z POSTECH i Korea University, może w tym pomóc.
Bez klimatyzacji, bez problemów – okna chłodzące to przyszłość
Klimatyzacja jest odpowiedzialna za blisko 10 proc. globalnego zużycia energii elektrycznej i emituje setki milionów ton CO2 rocznie. W miastach, gdzie efekt miejskiej wyspy ciepła jest szczególnie intensywny, zapotrzebowanie na chłodzenie stale rośnie. Konwencjonalne urządzenia, choć skuteczne, są kosztowne w eksploatacji i niosą za sobą znaczne obciążenie dla środowiska. W tym kontekście rozwój pasywnych technologii chłodzących może być przełomem.
Czytaj też: Klasyczna klimatyzacja odchodzi do lamusa. To urządzenie chłodzące bije rekord świata
Nowa powłoka radiacyjna, opracowana przez zespół z POSTECH i Korea University, składa się z trzech warstw: perforowanej folii aluminiowej, zwierciadła Bragga i silikonowego materiału PDMS (dimetykonu). Jej konstrukcja umożliwia odbijanie promieniowania podczerwonego, które odpowiada za nagrzewanie się wnętrz, przy jednoczesnym przepuszczaniu światła widzialnego. Dzięki temu pomieszczenia są chłodne, a naturalne oświetlenie zostaje zachowane.
W testach powłoka obniżyła temperaturę powierzchni szkła o 22,1oC w porównaniu z tradycyjnym materiałem pokrytym tylko PDMS. Dodatkowym atutem jest możliwość aplikacji tej technologii na okna w domach i budynkach komercyjnych bez utraty estetyki.
Technologia radiacyjnego chłodzenia wykorzystuje zjawisko emisji promieniowania podczerwonego do atmosfery, gdzie nie jest ono absorbowane przez gazy cieplarniane, ale ucieka w przestrzeń kosmiczną. Dzięki temu, w przeciwieństwie do tradycyjnej klimatyzacji, powłoka nie tylko chłodzi wnętrza, ale też zmniejsza zapotrzebowanie na energię, wspierając zrównoważony rozwój.
Prof. Junsuk Rho z POSTECH stwierdził:
Ta technologia jest gotowa do masowej produkcji i ma znaczący potencjał w zastosowaniach architektonicznych i środowiskowych. Co najważniejsze, skutecznie rozprasza ciepło i zmniejsza zużycie energii, co czyni ją kluczową dla zrównoważonej energetycznie przyszłości.
Oprócz powłoki radiacyjnej, naukowcy opracowali także wielofunkcyjną siatkę na owady, która pełni rolę ochrony przed insektami i nadmiernym nasłonecznieniem. Wyposażona w podobną technologię odbijania promieniowania, siatka pozwala na efektywną ochronę domów, zachowując jednocześnie ich wentylację i estetykę.
Technologie pasywnego chłodzenia opisane w czasopiśmie Advanced Functional Materials, takie jak powłoka radiacyjna i inteligentne siatki, mogą zrewolucjonizować sposób zarządzania temperaturą w budynkach. W obliczu kryzysu klimatycznego i wzrostu kosztów energii, takie rozwiązania stanowią ekologiczny i ekonomiczny krok w przyszłość.