Premaz za staklo koji blokira toplinu, ali ne i svjetlost
Tengfei Luo i Seongmin Kim koristili su kvantno računanje za razvoj prozirnog premaza za staklo koji blokira toplinu i štedi energiju
Istraživači sa Sveučilišta Notre Dame u Indiani (SAD) razvili su novi premaz za stakla kako bi blokirali ultraljubičastu i infracrvenu svjetlost te smanjili toplinu, ali i omogućili optimalnu osvijetljenost unutarnjeg prostora bez obzira na kut Sunca.
Prozori propuštaju svjetlost u unutarnje prostore, ali unose i neželjenu toplinu. Novi premaz za stakla može se koristiti na postojećim prozorima i smanjiti troškove hlađenja i rada klima uređaja za više od jedne trećine u vrućim vremenskim uvjetima, tvrde istraživači sa Sveučilišta Notre Dame u Indiani (SAD).
„Kut između Sunčeve svjetlosti i vašeg prozora stalno se mijenja, ali naš premaz održava funkcionalnost i učinkovitost bez obzira na položaj Sunca na nebu“, kaže Tengfei Luo, profesor na Sveučilištu Notre Dame i glavni autor studije objavljene u časopisu Cell Reports Physical Science.
Premazi za stakla korišteni u mnogim nedavnim istraživanjima optimizirani su za svjetlost koja ulazi u prostoriju pod kutom od 90 stupnjeva. Ipak, u podne, često najtoplije doba dana, Sunčeve zrake kroz okomito postavljene prozore ulaze pod kosim kutom.
Luo i njegov suradnik Seongmin Kim prethodno su proizveli prozirni premaz za staklo slaganjem ultratankih slojeva silicijevog dioksida, glinice i titanijevog dioksida na staklenu podlogu. Dodali su silikonski polimer debljine mikrometra kako bi poboljšali snagu hlađenja strukture reflektirajući toplinsko zračenje kroz atmosferski prozor u svemir.
„Dodatna optimizacija redoslijeda slojeva bila je neophodna kako bi se osiguralo da premaz može prihvatiti više kutova Sunčeve svjetlosti. Međutim, pristup pokušaja i pogreške nije bio praktičan, s obzirom na to da postoji golem broj mogućih kombinacija“, kaže Luo.
Kako bi pomiješali slojeve u optimalnu konfiguraciju, odnosno onu koja maksimizira prijenos vidljive svjetlosti, dok minimizira prolaz valnih duljina koje proizvode toplinu, tim je koristio kvantno računanje ili, točnije, pristup kvantnog žarenja te eksperimentalno potvrdio svoje rezultate.
Njihov model proizveo je premaz koji je zadržao prozirnost i smanjio temperaturu za 5,4 do 7,2 stupnja Celzija, čak i kada se svjetlost prenosila u širokom rasponu kutova.
„Poput polariziranih sunčanih naočala, naš premaz smanjuje intenzitet dolazne svjetlosti, ali, za razliku od sunčanih naočala, naš premaz ostaje čist i učinkovit čak i kada ga nagnete pod različitim kutovima“, kaže Luo.
Shema aktivnog učenja i kvantnog računanja razvijena za stvaranje ovog premaza može se koristiti za dizajn širokog spektra materijala sa složenim svojstvima.
Ekovjesnik