Как известно любому, кто когда-либо платил за электричество, охлаждение стоит дорого. Второй закон термодинамики диктует, что энергия не может спонтанно перетекать из более холодного объекта в более теплый. Поэтому кондиционеры и холодильники требуют энергии для создания и поддержания внутренней температуры ниже, чем температура наружного воздуха.
Второй закон неоспорим, но допускает некоторые противоречивые эффекты. Атмосфера Земли и парниковые газы почти прозрачны для ИК-излучения в диапазоне между 8 и 13 мкм. Если материал излучает особенно сильно в этом диапазоне "прозрачности атмосферы", он может отдавать тепловую энергию непосредственно в космическое пространство, почти как если бы атмосферы не было.
Экономичное пассивное охлаждение
Пассивное радиационное охлаждение ниже температуры окружающего воздуха было продемонстрировано еще в 1970-х годах, но только ночью. Дневное охлаждение сложнее: охлаждающий материал должен сильно излучать ИК-излучение, не поглощая практически никакого видимого излучения Солнца. Поглощение всего в несколько процентов отрицает радиационную мощность охлаждения IR. В 2014 году Shanhui Fan (Стэнфордский университет) и его коллеги нашли способ добиться дневного радиационного охлаждения с использованием нанофотонного материала с чередующимися слоями диоксида кремния и двуокиси гафния. Однако такой композит может быть изготовлен только в небольших количествах в условиях чистых помещений.
И вот недавно Ronggui Yang, Xiaobo Yin (оба из Университета Колорадо Боулдер) и их коллеги придумали эффективный охлаждающий материал, который может быть произведен в больших количествах стандартными промышленными методами roll-to-roll. Представленный здесь материал состоит из микронных шариков SiO2, случайно распределенных в прозрачной полимерной пленке. В ходе эксперимента исследователи сделали сотни квадратных метров пленки. И днем и ночью, охлаждающая способность этого материала колеблется около 100 Вт / м², поэтому лист в 10-20 м² может конкурировать с кондиционером средней мощности в жилых помещениях.
Это конечно не закат эпохи кондиционирования, но для многих это сигнал, что сегодняшние технологии охлаждения не будут вечными, как впрочем и всё, что "под Луной" )
