Известно, что поверхности, покрашенные обычной черной краской, поглощают около 85% падающего на них света. Но недавно разработанный метаматериал со сложной поверхностью может поглотить около 99% падающего на него света, таким образом, по отношению к этому материалу вполне употребим термин “чернее черного”.

Этот метаматериал, имеющий оптические свойства, описывающиеся гиперболическими зависимостями, имеет очень низкое значение коэффициента отражения, что может быть использовано для создания высокоэффективных солнечных батарей, фотодатчиков и новых стелс-технологий.

Исследователи из университета Пурду (Purdue University) и Норфолкского государственного университета (Norfolk State University), возглавляемые Евгением Наримановым, изготовили новый материал, использовав серебряные нанопровода, выращенные на поверхности алюминиевой пластины. Исследовав оптические свойства получившегося метаматериала, ученые обнаружили, что, несмотря на то, что и серебро и алюминий плохо поглощают свет, поверхность материала поглощает около 80% падающего света.

После этого, применив некоторые технологические хитрости, ученые сделали так, что строго упорядоченная поверхность материала в изобилии покрылась трещинами и дефектами, которые, как было рассчитано, резко уменьшили коэффициент отражения. Дальнейшие эксперименты показали, что такой “рифленый” метаматериал способен поглощать 99% от падающего света, но более того, такой коэффициент поглощения излучения сохраняется практически во всем диапазоне электромагнитных волн.

Как объяснили ученые, низкий коэффициент отражения нового материала объясняется наложением гиперболических оптических свойств изначального материала с непредсказуемыми свойствами дефектов, которые во много увеличили “глубину” гиперболического закона.

Исследователи полагают, что новый метаматериал послужит прототипом для создания новых материалов, которые будут эффективно поглощать все виды излучения электромагнитного диапазона. Поскольку поглощение света играет ключевую роль в эффективности солнечных батарей и других технологиях, исследователи планируют проводить дальнейшие работы, ориентируясь на направление солнечной энергетики.

Комментарии:

Традиционно летнюю одежду шьют из тканей светлых цветов. Считается, что светлая одежда отражает солнечные лучи, и человеку не так жарко на солнце. Однако же, эксперты настоятельно рекомендуют в жаркие солнечные дни носить темную одежду. Именно она защитит нашу кожу от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей, способных вызвать рак кожи.

Люди, желающие уберечь себя от вредоносных ультрафиолетовых лучей, должны облачатся в темную одежду, а не в яркие гавайские рубахи, считают эксперты. Желтые рубашки защищают от солнечных лучей хуже всего. Мало кому придет в голову надеть на себя черную или темно-синюю одежду в жаркий солнечный день, однако ученые из Каталонского университета, Испания, советуют выбирать именно эти цвета. «Цвет ткани имеет колоссальное влияние на ее защитные свойства от ультрафиолетового излучения», - рассказывает автор исследования, доктор Астенсьон Рива (Ascension Riva).

Традиционные для теплой погоды белый и желтый цвета подвергают человека большему риску появления рака кожи, утверждают ученые. А темные и более насыщенные цвета лучше поглощают солнечные лучи. В особенности хорош в этом аспекте темно-синий и красный цвета – они защищают кожу лучше всего. Об этом ученые рассказали на страницах журнала Industrial and Engineering Chemistry . В ходе работы они окрашивали одинаковую хлопковую ткань в различные оттенки красного, голубого и желтого цветов, а затем измеряли способность каждого образца поглощать ультрафиолетовые лучи.

Большинство людей, отдыхающих на курортах, рассчитывают на одежду для защиты от палящих солнечных лучей, хотя обычного солнцезащитного крема было бы вполне достаточно. Следует помнить, что белые футболки и облегающие маечки, а также мокрые купальные костюмы, плохо защищают от ультрафиолетовых лучей. Ученые уверены, что эта информация может быть полезной не только потребителям, но и производителям одежды для создания продукции, способной эффективно защитить от солнца.

Администратор

Светоотражающие краски

Светоотражающие лакокрасочные покрытия продлевают срок службы вашей крыши тремя способами: отражая солнечный свет от поверхности и, следовательно, уменьшая теплопередачу в здании, уменьшая тепловое сжатие и расширение мембраны крыши (например, с Superec Flex Bedec) и помогая управлять и останавливать протечки крыши. Солнечная отражающая краска может помочь снизить затраты на энергию и просто улучшить эстетику крыши. Цена светоотражающей краски зависит от бренда и типа.

Светоотражающая краска для крыш

Как правило, белые отражающие покрытия, основаны на воде и более подходят для новых крыш из-за их низкой стоимости и простоты использования. Coo-Var Solar Reflective White Paint - это яркое белое акриловое покрытие, которое уменьшает тепловыделение внутри и снаружи здания. Его можно использовать на бетонных, деревянных, кирпичных и других поверхностях, а также это отличный выбор в качестве солнечной отражающей краски для плоских крыш в хорошем состоянии, но не рекомендуется для крыш, где часто собирается стоячая вода.

Светоотражающая краска для выветрившихся поверхностей

Поскольку более старые крыши нуждаются в повышенной гидроизоляции, чтобы сохранить водонепроницаемость, алюминиевая кровельная краска имеет тенденцию использоваться довольно часто. Поскольку эти продукты обычно являются теплоотражающей краской на основе растворителей и применяются в более толстых покрытиях, они являются более дорогостоящим вариантом.

Существует ряд причин для применения светоотражающего покрытия на вашей крыше, будь то передвижной дом, туристический трейлер или просто сарай, отражающее покрытие крыши, позволит продлить срок службы вашей крыши за счет уменьшения передачи тепла в конструкцию, тем самым уменьшая тепловой удар (расширение и сжатие крыши по мере того, как погода нагревается и охлаждается) и ограничивая количество утечек, которые испещряют поверхность. Хотя такой краской, можно покрыть почти любой тип крыши, наиболее распространенными являются металлические, полиуретановые, однослойные и встроенные системы крыш. Существует несколько различных типов кровельных покрытий на выбор. Следует выбирать самый идеальный тип для вашей ситуации.

Краска GacoRoof силиконовое светоотражающее покрытие крыши

Это одно из самых долговечных отражающих покрытий крыши на рынке. Силиконовое отражательное покрытие Rolex от GacoRoof поставляется с 50-летней гарантией материала, в значительной степени благодаря 100-процентной силиконовой эластомерной конструкции. Этот продукт отлично подходит для плоских крыш, потому что он достаточно прочен, чтобы противостоять воде. GacoRoof устойчив к солнечному свету, дождю, снегу и экстремальным температурам.

Краска Black Jack Эластомерное светоотражающее покрытие

Светоотражающее покрытие Black Jack - это белое силиконовое эластомерное покрытие крыши, что означает, что оно представляет собой полимер, имеющий эластичные свойства. Эти качества приводят к тому, что краска возвращается всегда до первоначальной формы, если она деформировалась. Свойства гибкости позволяет ей противостоять растрескиванию и поддерживать уплотнение по всей крыше. Лучше всего использовать ее на металлическом, плиточном или встроенном кровельном покрытии.

В основе этого нового материала кремния, который после кислорода является самым распространенным элементом на планете.

Разрушительная сила солнечного света огромна. Даже самые устойчивые структуры разрушаются просто под действием солнечного тепла. Для борьбы с этой естественной убылью, команда ученых из отдела прикладной физики при Университета Джонса Хопкинса (США) разработала новую краску, которая побуждает солнечный свет отражаться даже от металлических материалов, а следовательно не повышать температуру поверхности, а также продлевать срок ее службы.

«Большинство структур, присутствующих в автомобилях и домах на основе полимеров, разрушаются под воздействием ультрафиолетовых лучей солнечного света. Так что со временем они, в конце концов, теряют свой цвет и свои свойства. Кроме того, полимеры также имеют тенденцию выделять летучие органические соединения, которые могут нанести ущерб окружающей среде», сообщает руководитель исследования Джейсон Бенкоски.

Затем ученые обратили внимание на кремний. Его модифицированная версия в виде силикатного калия обычно растворяется в воде, они преобразовали это соединение, так что при распылении на поверхность она высыхает, становясь водостойкой не теряя свои свойства.

В отличие от акрила или другой краски, эта поверхность практически неорганическая, что продлевает ее срок службы. Он разработана так, чтобы сохранять металлическую поверхность, предотвращать растрескивание и ухудшение металлических поверхностей за счет отражения всего солнечного света. Она не поглощают солнечный свет, за счет чего любая поверхность с ее покрытием будет оставаться такой как температура воздуха или даже немного ниже. Черепичные крыши, автомобили, корабли, электронные устройства – это практическое применение этой инновационной краски.

«Если мы сделаем краску способную сохранить температуры покрытой площади под температуру внешнего воздуха, то мы сможем снизить скорость коррозии и другие разрушения. Вы можете покрасить крышу своего дома, чтобы сохранить свежесть и в летнее время уменьшить за счет этого кондиционирование воздуха», сообщает Бенкоски.

Исследование было представлено Американскому химическому обществу (American Chemical Society ).

Бангладешский художник Тайеба Бегум Липи (Tayeba Begum Lipi) получает предметы, соединяя множество бритвенных лезвий. Острые металлические объекты превращаются в детские коляски, теннисную обувь, чувственные ткани, швейные машины и многое другое. ...

Когда вы были моложе, вас учили, что вулканы содержат центральную камеру, заполненную расплавленным материалом, называемым магмой. Но британское исследование утверждает, что внутри вулкана нет такого подземного пространства, только много маленьких...

Создано 18.06.2011 09:03 Автор: NataKon Приходило ли вам когда-нибудь в голову, что неисчерпаемый, как само солнце, источник энергии можно будет хранить в баллончике и при необходимости наносить на любую мало-мальски подходящую поверхность? Меж тем так называемые «напыляемые» солнечные элементы уже существуют и продолжают активно совершенствоваться! Инженер-химик Брайан Коргел из Техасского Университета в Остине (США) уверен, что «солнечные панели скоро можно будет рисовать на стенах и крышах зданий красками из наночастиц». По его словам, процесс использования новой нано-краски сможет вскоре заменить стандартный (относительно дорогой) высокотемпературный метод изготовления солнечных панелей.

Напыляемые солнечные элементы – “почти газетная” печать от специалистов Техасского Университета

«На данный момент наша исследовательская группа занимается изготовлением нанокристаллов. Мы берем элементы группы "CIGS " – медь, индий, галлий, селенид – и формируем из этих неорганических [светопоглощающих] материалов мелкие частицы, которые затем помещаются в растворитель, создавая таким образом чернила или краску», - поясняет Коргел. Эта солнечная «краска» выполняет те же функции, что и громоздкие фотогальванические солнечные коллекторы на крышах зданий и на «солнечных фермах» по всему миру. Крошечные коллекторы Коргел называет «солнечными бутербродами», верхняя и нижняя части которых представлены металлическими контактами, а середина – светопоглощающим слоем.

"Солнечная краска" может распыляться на пластиковые, стеклянные и тканевые поверхности, превращая их в солнечные элементы. Процесс этот чем-то напоминает газетную печать. Подложка может быть слегка гибкой (к примеру, представлять собой ровный лист пластика, металлической фольги или даже лист бумаги). Толщина слоя используемых в краске CIGS наночастиц, к слову, в 10000 раз меньше человеческого волоса.

Отдельные элементы могут собираться в солнечные панели (согласно NREL - по 40 элементов на одну панель), обеспечивая электричеством жилые дома и промышленные предприятия. Единственное «но» заключается в том, что для рентабельности промышленного изготовления «краски» эффективность преобразования солнечного света должна составить 10%. Пока что это значение не превышает 3%, но исследователи надеются, что им удастся повысить его до необходимого уровня.

Напыляемые солнечные элементы – «зеленое» электричество для микроскопических устройств

Исследователи Университета Южной Флориды разработали столь крошечные солнечные элементы, что их можно просто распылять на стены, крыши и любые другие освещаемые солнцем поверхности. Эти элементы способны питать только очень мелкие устройства, так как их размеры не превышают 1мм в длину. Органические полимеры, используемые вместо кремния, позволили д-ру Цзян Сяомэй создать легкорастворимые фотоэлементы, которые могут наноситься на любой приспособленный для этого материал. Комплекс из 20 таких элементов производит электроэнергию напряжением 8 вольт, которую исследователи использовали для работы датчиков из нанотрубок, предназначенных для обнаружения опасных химикатов.

Кроме того, американская компания New Energy Technologies недавно представила протестированную Университетом Южной Флориды разработку «Солнечных окон» (“SolarWindow”). Эта напыленная на стеклянную поверхность солнечная панель, по утверждению разработчиков, способна производить электроэнергию даже из искусственного света внутри помещений. Для ее создания использовались все те же крошечные солнечные элементы , разработанные Цзян Сяомэй.

Завод по производству напыляемых солнечных элементов в Австралии

Исследователи Австралийского национального университета совместно с представителями компаний Spark Solar Australia и Braggone Oy работают над трехлетним проектом по разработке дешевых и высокоэффективных напыляемых солнечных панелей. Традиционно фотоэлементы изготавливаются из кремния, покрытого тонким противоотражающим слоем нитрата кремния. Дороговизна их производства объясняется, в частности, необходимостью проведения процесса в условиях вакуума. Новый метод использует напыляемую водородную пленку и напыляемую же противоотражающую пленку (вакуум при этом не нужен). Солнечные элементы проходят через конвейер, где и происходит напыление пленок. Этот упрощенный метод позволит средних размеров заводу сэкономить на капитальном оборудовании до $ 5 млн., т.е. выпускаемые солнечные панели окажутся в итоге намного более дешевыми.

Основанный Spark Solar «солнечный» завод станет самым крупным поставщиком солнечных элементов в Южном полушарии. Будущее месторасположение его все еще уточняется (рассматриваются варианты Аделаиды, Джилонга, Воллонгонга, Квенбейана, и Канберры). Первые солнечные элементы были выпущены уже в конце 2010 года, в целом же предполагаемый годичный объем производимой продукции составит более 10 миллионов фотоэлементов, при этом доходы от экспорта ожидаются на уровне 135 млн. австралийских долларов в год.

Напыляемые солнечные элементы – новые возможности для окон эко-домов

Норвежская компания EnSol AS совместно с командой ученых Лестерского университета разработала запатентованную конструкцию солнечного элемента, в которой используются металлические частицы диаметром около 10 нанометров. Это свое изобретение ученые планируют использовать для превращения в солнечные электрогенераторы самолетов и зданий (в том числе окон). Наносить «краску» из новых тонкопленочных фотоэлементов можно будет на любую плоскую поверхность.

Предлагаемая технология была опробована, но все еще дорабатывается. Прежде чем выпустить ее на рынок в к 2016 году, разработчики надеются повысить эффективность изобретения до 20%. Так или иначе, покрытый тонкой прозрачной пленкой фотоэлементов материал от EnSol уже показал себя лучше, чем многие из существующих и параллельно разрабатываемых конкурентами технологий.

Итак, подводя итоги

Тот факт, что «солнечный» материал может использоваться в виде напыляемой краски, существенно расширяет возможности создания «мобильного» электричества.

Небо, затянутое тучами, работе «солнечной краске» не помеха, так как напыляемые фотоэлементы способны улавливать не только ультрафиолет, но и инфракрасное солнечное излучение.

Покрытие транспортного средства подобным материалом сможет, теоретически, обеспечить постоянную подзарядку батарей.

Еще больше электроэнергии будет вырабатываться при нанесении его на поверхность крыш и/или окон. Кроме того, подобные солнечные элементы будут лучше выдерживать непогоду, чем большинство нынешних хрупких солнечных коллекторов.

Однако

Поскольку эффективность фотоэлементов зависит от степени поглощения солнечного света, пользователям придется периодически очищать «покрашенные» солнечной «краской» стены и крыши. Работы Австралийского национального университета, касающиеся возможности использования напяемых солнечных панелей в помещении, продолжаются, завершение их запланировано на конец 2011 года.