ציפוי פולימרי המקרר מבנים

מהנדסים פיתחו ציפוי פולימרי חיצוני PDRC (קירור קרינת יום פסיבי) בעל ביצועים גבוהים עם מרווחי אוויר הנעים מננומטרים ועד מיני-שניים שיכולים לשמש כמצנן אוויר ספונטני לגגות, בניינים, מיכלי מים, כלי רכב ואפילו חלליות - כל דבר שיכול להיות צבוע. הם השתמשו בטכניקת המרת פאזה מבוססת תמיסה כדי להעניק לפולימר מבנה דמוי קצף נקבובי. כאשר הוא נחשף לשמים, ציפוי הפולימר הנקבובי PDRC מחזיר אור שמש ומתחמם כדי להשיג טמפרטורות נמוכות מחומרי בניין טיפוסיים או אפילו מהסביבה. אוויר.

עם עליית הטמפרטורות וגלי החום המשבשים את החיים ברחבי העולם, פתרונות הקירור הופכים חשובים יותר ויותר. זהו נושא מרכזי, במיוחד במדינות מתפתחות, בהן חום הקיץ יכול להיות קיצוני וצפוי להתעצם. אבל שיטות קירור נפוצות, כמו אוויר מיזוג, הם יקרים, צורכים הרבה אנרגיה, דורשים גישה נוחה לחשמל, ולעתים קרובות דורשים נוזלי קירור מדלדל אוזון או חימום חממה.

האלטרנטיבה לשיטות קירור עתירות אנרגיה אלו היא PDRC, תופעה שבה משטחים מתקררים באופן ספונטני על ידי החזרת אור השמש והקרנת חום לאטמוספירה הקרירה יותר. אם למשטח יש החזר השמש (R) יכול למזער את עליית חום השמש, וכן עם שיעור גבוה של קרינה תרמית (Ɛ) יכול למקסם את השמים של אובדן חום הקרינה, ה-PDRC הוא היעיל ביותר. אם R ו-Ɛ גבוהים מספיק, גם אם אובדן החום נטו יתרחש בשמש.

פיתוח עיצובי PDRC מעשיים הוא מאתגר: פתרונות עיצוב עדכניים רבים הם מורכבים או יקרים, ואינם ניתנים ליישום נרחב או יישום על גגות ובניינים בעלי צורות ומרקמים שונים. עד כה, צבע לבן זול וקל ליישום היה המדד עבור PDRC. עם זאת, לציפויים הלבנים יש בדרך כלל פיגמנטים שסופגים אור אולטרה סגול ואינם משקפים היטב את אורכי הגל הארוכים יותר של אור השמש, ולכן הביצועים שלהם מתונים בלבד.

חוקרי קולומביה הנדסה המציאו ציפוי פולימר חיצוני PDRC בעל ביצועים גבוהים עם מרווחי אוויר בקנה מידה ננומטר עד מיקרון, שיכול לשמש כמצנן אוויר ספונטני וניתן לצבוע ולצבוע אותו על גגות, בניינים, מכלי מים, כלי רכב ואפילו ספינות חלל - כל דבר שניתן לצבוע. הם השתמשו בטכניקת המרת פאזה מבוססת תמיסה כדי לתת לפולימר מבנה דמוי קצף נקבובי. בגלל ההבדל במקדם השבירה בין חללי האוויר לפולימר שמסביב, חללי האוויר בפולימר הנקבובי מפזר ומחזיר אור שמש. הפולימר מלבין ובכך נמנע מחימום שמש, בעוד שהפליטה המובנית שלו מאפשרת לו להקרין ביעילות חום לשמים