Охлаждающий материал следующего поколения без электричества

(Слева) Схема, изображающая молекулярное расположение и взаимодействие света в охлаждающем материале: фотонный кристалл на основе спиральных жидких кристаллов.(Справа) Фактические фотографии материалов разных цветов.Полный цвет достигается путем контроля количества добавок (то есть хиральных легированныхместов).Кредит: Корейский институт науки и техники

Радиационное охлаждение - это бессильная технология охлаждения, которая высвобождает инфракрасное излучение в качестве тепла через атмосферное окно для снижения температуры.Он привлекает внимание как экологически чистую технологию охлаждения следующего поколения, которая может дополнять мощные кондиционеры.

Радиационные охлаждающие материалы для дневного использования цветные белые, чтобы уменьшить поглощение солнечного света.Это обеспечивает отличную охлаждающую производительность, но имеет недостаток, что его нельзя использовать в зданиях или транспортных средствах, которые требуют эстетики, потому что трудно реализовать несколько цветов.

Таким образом, разработка цветных радиационных охлаждающих материалов, которые соответствуют охлаждению и эстетике в то же время, недавно привлекло внимание.

Ранее известные цветные радиационные охлаждающие материалы используют поглощение света для получения цвета, что приводит к снижению низкой температуры.Альтернативные цветные материалы в форме фотонных кристаллов, которые используют световое отражение, имели превосходные характеристики охлаждения, но были ограничены в реализации отдельных цветов.

Команда решила эту проблему, изготовив согнутые спиральные жидкокристаллические фотонные кристаллы.Коммерческий жидкий кристалл (LC242), используемый в этом исследовании, представляет собой не только материал, который снижает его температуру за счет радиационного охлаждения, но также образует цветные фотонные кристаллы посредством периодической структуры при выровнении в спираль с использованием индуктора.

Исследователи использовали процесс спинного покрытия для изгиба этих цветных фотонных кристаллов, что приводит к ярким цветам в отличие от обычных фотонных кристаллов, которые имеют разные цвета в зависимости от угла.

Комбинируя изготовленный жидкокристаллический материал с изготовленным цветным радиационным охлаждением с верхней прозрачной пленкой и более низкой металлической тонкой пленкой, команда была способна достичь температуры примерно на 30,8 ° C ниже, чем та же цветная коммерческая краска, а примерно на 3,1 ° C, чемИсследователи сказали, что окружающий воздух в середине дня.

Материал может быть использован для снижения потребления кондиционирования воздуха на внешней стороне зданий и транспортных средств, где является эстетика, а также для предоставления бесплатного охлаждения для отдыха на открытом воздухе и военных палаток.

«Жидкокристаллический материал с цветным радиационным охлаждением, разработанный в этом исследовании, может быть быстро изготовлен с помощью недорогого и простого процесса спинового покрытия»,-сказал доктор Джин Гу Канг, профессор Kist.

«Если крупномасштабная коммерциализация этой технологии будет успешной, она будет использоваться для охлаждения широкого спектра областей, таких как электроника и мобильность в будущем».

More information: Sangwok Bae et al, Efficient full-color daytime radiative cooling with diffuse-reflection-dominant cholesteric liquid crystals, Chemical Engineering Journal (2024). DOI: 10.1016/j.cej.2024.149245