Nowatorskie powłoki odbijające ciepło słoneczne
Wzrastający poziom węgla jest ściśle powiązany z rosnącą temperaturą w obszarach miejskich; jednakże węgiel nie jest jedynym winowajcą. Za wytwarzanie ciepła w równym lub większym stopniu odpowiedzialność ponosi działalność człowieka i infrastruktura budynków. Współczynnik odbicia promieni słonecznych oznacza ilość promieniowania podczerwonego (IR) odbitego od powierzchni. Wysoki współczynnik odbicia oznacza wyższe wartości odbicia światła i lepsze odbicie ciepła słonecznego. Naukowcy realizujący finansowany przez UE projekt SPIRCAM (Towards solution-processable near-IR and IR reflective coatings and mirrors for improved heat and light management) opracowali nowe powłoki i struktury fotoniczne, które oferują lepszą kontrolę nad światłem i znaczne obniżenie absorpcji ciepła słonecznego mające wpływ na zmiany temperatury w miastach. Uczestnicy projektu opracowali nowoczesne powłoki i lustra w oparciu o hybrydowe organiczne i nieorganiczne struktury, które poprawiły gospodarkę ciepłem i światłem. Te właściwości przypisywane są ich doskonałym możliwościom odbijania światła słonecznego, wysokiej przejrzystości w ultrafiolecie oraz widzialnych częściach widma oraz modyfikowalnemu wskaźnikowi refrakcji. Materiały hybrydowe składały się z polimeru rozpuszczalnego w wodzie, PVP, oraz nieorganicznego tlenku metalu przejściowego (ZnO). Ta struktura może poprawić odbicie światła w urządzeniach elektronicznych wykonanych z tworzywa sztucznego lub odbicie promieni słonecznych w budynkach komercyjnych. Naukowcy następnie wykorzystali prostą ale innowacyjną metodę wprowadzania struktur fotonicznych do nowoopracowanej warstwy hybrydowej. Korzystając z technik mikroformowania, skutecznie wdrukowali struktury fotoniczne w powierzchnię warstwy hybrydowej. Te powierzchnie z mikrowzorem — o strukturze regularnej lub przypadkowej — skutecznie rozpraszały i poddawały dyfrakcji światło o różnych długościach fali. Wdrukowane cechy różniły się wielkością i kształtem, jednocześnie pokazując wielofunkcyjność procesu. Zmiana struktury powierzchniowej hybrydy umożliwia ustawienie długości fali dyfrakcji, tak aby spełnić wymagania dowolnego z urządzeń optoelektronicznych. Na końcu naukowcy wykorzystali komercyjne polimery elektrochromiczne oraz ciecze jonowe do kontrolowania odpowiedzi optycznej struktur fotonicznych. Uzyskano również znaczny postęp w zakresie produkcji struktur dwuwarstwowych składających się z PVP-ZnO i elektrochromicznych polimerów do badania odpowiedzi optycznej. Hybrydy skonstruowane w wyniku realizacji SPIRCAM utorują drogę do opracowania nowatorskich powłok, które będą odbijały ciepło słoneczne.
Słowa kluczowe
Powłoki, odbicie światła, miejska wyspa ciepła, SPIRCAM, gospodarka ciepłem i światłem
