Chłodzić się można na różne sposoby, ale z praw termodynamiki wynika jedno zasadnicze ograniczenie. Ciepło może płynąć tylko w jednym kierunku – od obiektu cieplejszego do chłodnego. Jeśli chcemy ten proces zatrzymać lub odwrócić, potrzebna jest energia. 

Dlatego też prąd pobierają lodówki i klimatyzatory. Te ostatnie zużywają go całkiem sporo, bo bezustannie muszą walczyć z napływem ciepła do pomieszczenia. Kierując do niego strumień zimnego powietrza, nadmiar ciepła oddają na zewnątrz. 

Te dwie rzeczy – zużycie energii i oddawanie ciepła do otoczenia – powinny nas martwić. W miarę tego, jak letnie dni coraz częściej bywają upalne, ludzkość zużywa coraz więcej energii na chłodzenie. Dodatkowo, włączone klimatyzatory sprawiają, że w miastach jest jeszcze goręcej. 

Na szczęście jest na to sposób. 

Jak schłodzić się za darmo? Wysłać ciepło przez „atmosferyczne okno” w kosmos 

Ciepłe obiekty emitują część energii (zwanej cieplną) w postaci promieniowania podczerwonego. Większość tego ciepła zatrzymuje atmosfera (głównie cząsteczki pary wodnej). Przepuszcza ona jednak pewien wąski zakres tego promieniowania w kosmos. Zjawisko to nazywa się czasem „oknem atmosferycznym”. 

W kosmicznej przestrzeni panuje taki chłód, że jest bardzo dobrym odbiornikiem ciepła. Problem polega na tym, by szeroki zakres promieniowania podczerwonego, emitowanego na przykład przez nagrzany budynek, przetworzyć na ten wąski zakres, który ucieknie w kosmiczną przestrzeń. 

Gdyby materiał o takiej właściwości zastosować na ścianach i dachach budynków, w nocy mogłyby być chłodniejsze o kilkanaście stopni. W dzień długo pozostawałyby zaś chłodne. To tak zwane chłodzenie radiacyjne. Nazwa podkreśla, że chłodzenie następuje przez radiację, czyli wypromieniowywanie ciepła. 

Dotychczas stosowane metody są raczej skomplikowane (wymagają oddawania ciepła do specjalnych luster pokrytych odpowiednim materiałem). Jednym z przełomów było odkrycie, że taką własność ma polietylenowa folia, w której zatopione zostaną mikroskopijne szklane granulki. Schładza wszystko, czego dotknie – bywa, że o 10 stopni. Nawet w pełnym słońcu pokryte nią powierzchnie pozostawały chłodniejsze aż o 5 stopni. 

Mikrogranulki muszą mieć jednak określoną wielkość, a folia określoną grubość. Dość dodać, że od odkrycia minęły cztery lata, a taka folia nadal nie jest produkowana na skalę przemysłową. 

Sposób na upały: zrób to sam

W najnowszej pracy badacze z UCLA (University of California in Los Angeles) zdradzają, że znaleźli sposób na stworzenie takiego materiału. Jest to sposób dostępny w zasadzie dla każdego i od ręki. Wystarczy bowiem nakleić taśmę klejącą na aluminiową folię. 

Naukowcy przebadali takie połączenie obu materiałów i stwierdzili, że w nocy pozwala schłodzić obiekty nim pokryte nawet o 7 stopni poniżej temperatury otoczenia. Dodatkowa warstwa plastiku pozwoliła na spadek nawet o 11 stopni.  

W dzień oczywistym problemem jest słońce. Choć aluminiowa folia odbija światło widzialne, pochłania za dużo promieniowania podczerwonego i się nagrzewa. Dlatego badacze spróbowali innej metody. Na taśmę klejącą nanieśli warstwę drobno sproszkowanego srebra, które odbija więcej promieniowania niż aluminiowa folia. Takie połączenie pozwoliło na obniżenie temperatury o 3 stopnie poniżej temperatury otoczenia nawet w pełnym słońcu. 

Naukowcy postanowili opublikować swoją pracę w otwartym dostępie, czyli może przeczytać ją każdy bezpłatnie. Podają w niej wszelkie niezbędne dane, które mogą przydać się naukowcom do opracowywania nowych, lepszych materiałów. Swoje własne odkrycie proponują zaś jako wzorzec takich materiałów. 

Wszystkim majsterkowiczom to odkrycie przyda się latem jako sposób na upały. Chociaż nie trzeba być złotą rączką, żeby na aluminiową folię nakleić taśmę klejącą.  

Źródło: SPIE; Journal of Photonics for Energy; Science