Οι ερευνητές έχουν αναπτύξει έναν τρόπο που μετατρέπουν τα συνηθισμένα
παράθυρα σε θερμαντήρες με ηλιακή ενέργεια, χρησιμοποιώντας απλά την
ενέργεια του ήλιου για να αυξήσουν τη θερμοκρασία του παραθύρου κατά 8
βαθμούς Κελσίου (περίπου 15 ° F) σε κρύο καιρό. Οι ερευνητές αναμένουν
ότι οι νέες ηλιακές θερμικές επιφάνειες θα οδηγήσουν σε σημαντική
εξοικονόμηση ενέργειας μέσω του μειωμένου κόστους θέρμανσης.
Οι επιστήμονες, υπό την ηγεσία του Alexandre Dmitriev στο
Πανεπιστήμιο του Γκέτεμποργκ, μαζί με τους συναδέλφους από πανεπιστήμια
της Σουηδίας, της Κίνας, του Ιράν και των ΗΠΑ, δημοσίευσαν ένα έγγραφο
σχετικά με τις ηλιακές θερμικές επιφάνειες σε ένα πρόσφατο τεύχος του
Nano Letters.
“Έχουμε αναπτύξει έναν εκπληκτικά απλό, φθηνό και αποτελεσματικό
τρόπο μετατροπής των τακτικών παραθύρων σε ηλιακές θερμαντήρες που θα
μπορούσαν να αλλάξουν σημαντικά τη θερμική ισορροπία των χώρων διαβίωσης
και της εργασίας, ειδικά αν σκεφτούμε το συνεχώς αυξανόμενο ποσό των
τεράστιων γυάλινων επιφάνειες που χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη
αρχιτεκτονική “, δήλωσε ο Dmitriev.
Οι νέες επιφάνειες είναι μια άλλη εφαρμογή της νανοτεχνολογίας, καθώς
τα κύρια λειτουργικά συστατικά είναι οι πλασμονικές μικρό-κεραίες. Οι
μικροσκοπικές κεραίες είναι κατασκευασμένες και επικαλυμμένες από
οξείδιο του νικελίου-αλουμινίου και είναι διαμορφωμένα ως συστοιχία σε
γυαλί. Με τη βοήθεια ταλαντώσεων των ηλεκτρονίων ή επιφάνειες αυτών των
υλικών, απορροφούν έντονα το φως, το οποίο θερμαίνει ολόκληρη την
επιφάνεια.
Στη νέα μελέτη οι ερευνητές κατέδειξαν ότι όταν το φως του ήλιου
φωτίζεται στην επιφάνεια, το φως απορροφάται πιο αποτελεσματικά από την
μπροστινή πλευρά (με τις κεραίες) εν αντιθέσει από την πίσω πλευρά (το
υπόστρωμα) που είναι ασθενέστερη.
Αυτή η κατευθυντικότητα στην απορρόφηση φωτός καθιστά τις επιφάνειες
ελκυστικές για εφαρμογές παραθύρων, καθώς το ηλιακό φως μπορεί να
απορροφηθεί πιο αποτελεσματικά από την εξωτερική επιφάνεια του
παραθύρου. Επιπλέον, οι επιφάνειες είναι εξαιρετικά διαφανείς,
εμφανίζονται άχρωμες και σχεδόν διατηρούν το φάσμα χρώματος του ηλιακού
φωτός.
Όπως εξηγούν οι ερευνητές, τα κρύα παράθυρα έχουν μεγαλύτερο
αντίκτυπο στη θέρμανση ενός κτιρίου από ό, τι μπορεί να αναμένει
κάποιος. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι, όταν ένα άτομο κάθεται δίπλα σε
ένα κρύο παράθυρο, το άτομο ακτινοβολεί τη θερμότητα του σώματος προς
το παράθυρο και το παράθυρο λειτουργεί ως “καθρέφτης θερμότητας”. Για να
αντισταθμιστεί αυτή η απώλεια θερμότητας, η εσωτερική θερμοκρασία
πρέπει να αυξηθεί για να διατηρηθεί ένα άνετο περιβάλλον. Δεδομένου ότι η
νέα επιφάνεια παραθύρου μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία του παραθύρου
κατά πολλούς βαθμούς, έχει τη δυνατότητα να προσφέρει μεγάλη
εξοικονόμηση ενέργειας.
Οι ερευνητές αναμένουν ότι η νέα επιφάνεια μπορεί να έχει κι άλλες
εφαρμογές πέρα από τα παράθυρα. Οι μικροσκοπικές κεραίες είναι
εξαιρετικά αρθρωτές, μπορούν να “βαφτούν” σε οποιαδήποτε επιφάνεια ή να
διατηρήσουν την κατευθυντικότητα τους στην απορρόφηση, και μπορούν να
μεταφερθούν απευθείας σε σχεδόν οποιαδήποτε επιφάνεια . Μπορούν επίσης
να κατασκευαστούν από μια ευρεία ποικιλία υλικών, καθώς και να
συντονίζονται για να απορροφούν φως διαφορετικών μηκών κύματος, τα οποία
αλλάζουν το χρώμα τους.
“Όλα αυτά τα πλεονεκτήματα μπορεί να οδηγήσουν σε εφαρμογές όπου η
διαφάνεια, η κατεύθυνση και οι θερμικές ιδιότητες είναι ταυτόχρονα
σημαντικές, με δυνατότητες όπως ακτινοβολία ψύξης, θερμική απομόνωση με
ηλιακή ενέργεια και άλλες”, δήλωσε ο Dmitriev . “Αυτές οι κεραίες θα
μπορούσαν επίσης να συζευχθούν με μοριακά συστήματα που είναι σε θέση να
αποθηκεύουν το ηλιακό φως σαν θερμότητα και να το απελευθερώνουν κατά
απαίτηση”.
Στο μέλλον, οι ερευνητές σχεδιάζουν να εργαστούν για την επίτευξη
ακόμα μεγαλύτερων θερμοκρασιακών αυξήσεων, επιτρέποντας στις επιφάνειες
να απορροφούν υπεριώδη και υπέρυθρη ακτινοβολία που αποτελούν σημαντικό
τμήμα της ηλιακής ακτινοβολίας.
(από texnologia.net)