Целулозата може да помогне за охлаждането на автомобили и домове без използване на електричество

Лятото наближава и климатиците скоро ще започнат да работят с пълни сили, за да поддържат домовете и офисите ни хладни от слънчевия ад, който ни очаква навън, но климатикът е свързан с огромно разхищение на електрическа енергия, което от своя страна води до увеличаване на парниковите газове в и без това кипящата атмосфера.

Тъй като глобалното затопляне е феномен, който здравомислещите хора могат да усетят на собствената си кожа, отчаяно се нуждаем от алтернативни технологии за охлаждане, които няма да добавят още вредни емисии към и без това прегряващата ни планета. Потенциално решение на този „горещ“ проблем идва чрез пасивното дневно радиационно охлаждане (PDRC), което представлява способността на дадена повърхност да излъчва собствената си топлина в пространството, без тя да се абсорбира от въздуха или атмосферата.

PDRC материалите могат да бъдат с няколко градуса по-студени от въздуха около тях и то без да е необходимо електрическо захранване или други външни източници на енергия. Пасивните охлаждащи повърхности могат да бъдат вградени в сгради или автомобили, като подпомагат за значителен охлаждащ ефект без да се използват климатици или други активни и енергоемки методи за охлаждане.

Изследователи от Университета в Кеймбридж, Великобритания работят върху нов целулозен слой с PDRC свойства – двуслоен материал на растителна основа (целулоза), който се охлажда, когато е изложен на пряка слънчева светлина. Слоят може да се обработва и за осигуряване на ярки, преливащи се цветове и разнообразни текстури, което би помогнало за интегрирането на материала в домашното обзавеждане или в автомобилната индустрия.

Учените представиха резултатите си по време на хибридната среща ACS Spring 2023, като обясниха как целулозата е едно от малкото естествени съединения, които могат да стимулират ефекта на PDRC. Добавянето на цветен пигмент към даден материал е в ущърб на гореспоменатия PDRC ефект, тъй като пигментите поглъщат специфични дължини на вълните на видимата светлина и отразяват само цвета, който виждаме. След това погълнатото електромагнитно излъчване се превръща в топлина.

За да решат проблема с нагряването, изследователите се фокусират върху естествени структури, които могат да покажат цветен ефект, който не изисква наличието на пигмент.

Ефектът е известен като структурен цвят, а докторант Силвия Виньолини (главен изследовател на проекта) установява, че нанокристалите на целулозата (CNC) от растителен произход могат да се използват за получаване на преливащи, цветни слоеве без добавяне на външни цветни пигменти.

Когато е поставено под пряка слънчева светлина, изделието е с почти 13 градуса по-хладно от околният въздух. Залепването на двата целулозни слоя е било най-трудната част от изследването, казват британските учени, но крайният резултат може да бъде адаптиран за масово производство.