Proyek "Hitam atau Putih?" Cat kolektor surya Warna mana yang paling memantulkan sinar matahari
Diketahui bahwa permukaan yang dicat dengan cat hitam biasa menyerap sekitar 85% cahaya yang mengenainya. Namun metamaterial yang baru dikembangkan dengan permukaan kompleks dapat menyerap sekitar 99% cahaya yang jatuh di atasnya, sehingga istilah “lebih hitam dari hitam” dapat digunakan untuk merujuk pada material ini.
Metamaterial ini, yang memiliki sifat optik yang dijelaskan oleh ketergantungan hiperbolik, memiliki nilai reflektansi yang sangat rendah, yang dapat digunakan untuk menciptakan efisiensi tinggi. panel surya, sensor foto dan teknologi siluman baru.
Peneliti dari Universitas Purdue dan Universitas Norfolk Universitas Negeri(Norfolk State University), dipimpin oleh Evgeniy Narimanov, memproduksi materi baru, menggunakan kawat nano perak yang ditanam di permukaan pelat aluminium. Setelah mempelajari sifat optik dari metamaterial yang dihasilkan, para ilmuwan menemukan bahwa, meskipun perak dan aluminium tidak menyerap cahaya dengan baik, permukaan material menyerap sekitar 80% cahaya yang datang.
Setelah itu, dengan menggunakan beberapa trik teknologi, para ilmuwan membuat permukaan material yang tertata rapi dipenuhi retakan dan cacat, yang, menurut perhitungan, secara drastis mengurangi reflektansi. Eksperimen lebih lanjut menunjukkan bahwa metamaterial “bergelombang” tersebut mampu menyerap 99% cahaya yang datang, namun terlebih lagi, koefisien penyerapan radiasi ini dipertahankan di hampir seluruh rentang gelombang elektromagnetik.
Seperti yang dijelaskan para ilmuwan, rendahnya reflektansi material baru dijelaskan oleh superposisi sifat optik hiperbolik material asli dengan sifat cacat yang tidak dapat diprediksi, yang sangat meningkatkan “kedalaman” hukum hiperbolik.
Para peneliti percaya bahwa metamaterial baru akan berfungsi sebagai prototipe untuk menciptakan material baru yang secara efektif menyerap semua jenis radiasi dalam rentang elektromagnetik. Karena penyerapan cahaya berperan peran kunci dalam efisiensi panel surya dan teknologi lainnya, para peneliti berencana untuk melakukan pekerjaan lebih lanjut dengan fokus pada arah energi matahari.
- hariantechinfo.org -Komentar:
Pakaian warna apa yang terbaik untuk dikenakan di musim panas?
Secara umum diterima bahwa pakaian musim panas seharusnya Warna cerah, karena memungkinkan Anda untuk berefleksi sinar matahari, dan tidak terlalu panas untuk orang yang berada di dalamnya. Namun, para ahli sangat menyarankan untuk mengenakan pakaian berwarna gelap pada hari yang terik. Dialah yang akan melindungi kulit kita dari efek berbahaya sinar ultraviolet yang dapat menyebabkan kanker kulit, kata para ilmuwan.
Tugas paling penting di cuaca cerah- Melindungi kulit dari efek berbahaya radiasi sinar ultraviolet. Untuk melakukan hal ini, kata para peneliti, orang harus mengenakan pakaian berwarna gelap daripada kemeja Hawaii yang berwarna cerah. Kemeja kuning menawarkan perlindungan terburuk dari sinar matahari. Hanya sedikit orang yang berpikir untuk mengenakan pakaian hitam atau biru tua di hari yang terik, tetapi para ilmuwan dari Universitas Catalonia, Spanyol, menyarankan untuk memilih warna-warna ini. Warna suatu kain mempunyai pengaruh yang besar terhadap kain tersebut sifat pelindung dari radiasi ultraviolet, para ahli menjelaskan.
Warna biru tua dan merah sangat bagus dalam aspek ini - warna ini paling melindungi kulit.
Kebanyakan orang yang pergi ke resor mengandalkan pakaian untuk melindungi mereka dari sinar matahari yang keras, meskipun tabir surya biasa sudah cukup. Perlu diingat bahwa kaos putih dan kaos ketat, serta pakaian renang basah, tidak memberikan perlindungan yang baik dari sinar ultraviolet.
 |
Semua orang tahu bahwa paparan sinar matahari dalam jumlah sedang sangat bermanfaat bagi kesehatan tubuh. Di bawah pengaruhnya, tubuh manusia mulai memproduksi vitamin D, yang diperlukan untuk pembentukan tulang dan melindungi tubuh dari osteoporosis - tulang yang menipis dan rapuh, yang menyerang banyak orang lanjut usia. Selain itu, warna cokelat muda adalah produk kosmetik unggulan yang cocok untuk sebagian besar wanita.
Namun, terlalu banyak sinar matahari dapat menyebabkan kerusakan yang signifikan. Setiap tahun, para ilmuwan melakukan banyak penelitian, yang terbaru mengkonfirmasi fakta bahwa radiasi ultraviolet dapat mempercepat penuaan dini pada kulit.
Meskipun waktu penuaan kulit diwariskan melalui gen, sebagian besar bergantung pada jumlah paparan sinar matahari.
Penuaan disebabkan sinar matahari, dimulai pada lapisan sel tertipis. Sel-sel stratum korneum menjadi kasar dan padat. Melanosit mulai mendistribusikan melanin secara tidak merata, jaringan elastin menyusut, struktur kolagen berubah, dan jaringan yang membuat kulit kita elastis dan halus secara bertahap hancur. Akibatnya kulit menjadi tidak rata dan kasar saat disentuh.
Bagaimana cara mengetahui kulit Anda menua karena sinar matahari atau tidak?
Bandingkan kulit di tempat yang terkena sinar matahari dengan tempat yang tidak terkena sinar matahari: misalnya, sisi dalam tangan dengan bagian luar dan dengan wajah. Jika Anda melihat perbedaannya, jangan berkecil hati, tetapi lindungi diri Anda dari kerusakan kulit lebih lanjut.
Bagaimana cara melindungi kulit Anda?
Melindungi diri dari sinar matahari tidaklah terlalu sulit. Untuk melakukan ini, sama sekali tidak perlu menghabiskan seluruh hidup Anda dalam bayang-bayang. Beberapa aturan sederhana harus diikuti:
jangan terlalu lama berada di bawah sinar matahari;
hindari berjam-jam aktivitas matahari maksimal;
Oleskan tabir surya secara teratur pada kulit Anda.
Komponen utama kosmetik tabir surya adalah zat yang mampu menyerap sinar ultraviolet dari spektrum matahari. Tergantung pada spektrum serapannya, mereka dibagi menjadi Filter UVA dan UVB. Selain itu, ada sejumlah filter universal yang menahan sinar dari kedua spektrum.
Filter UVB menyebabkan luka bakar dan nyeri. Yakni, UVA yang menjadi penyebab munculnya kerutan dini, sehingga mengurangi kekencangan dan elastisitas kulit. Sinar ini bertindak tanpa disadari, tanpa menimbulkan ketidaknyamanan atau nyeri. Dan karena seseorang tidak dapat memperhatikannya, maka dia tidak dapat menghindarinya di masa depan. Oleh karena itu, para ahli menganggap perlindungan efektif dari sinar matahari sebagai cara utama menjaga keremajaan kulit.
 |
Setiap tabir surya memiliki indeks perlindungan matahari yang ditunjukkan dengan angka. Semua krim modern memiliki dua indeks tersebut. Pertama SPF- menunjukkan tingkat perlindungan terhadap sinar ultraviolet b(UVB), kedua - UVA- tingkat perlindungan terhadap sinar ultraviolet a.
Rata-rata kulit seseorang mulai memerah dalam waktu 6-10 menit setelah terpapar sinar matahari. Sebutan SPF 12 misalnya, menandakan kulit akan terlindungi dari munculnya kemerahan selama 72-120 menit.
Ada ketergantungan lain. Krim SPF 15 menghalangi sekitar 93% sinar UVB mencapai kulit. Krim SPF 30 memblokir 97%. Krim SPF 50 memblokir 99%. Perbedaan antara 93, 97 dan 99 persen mungkin tidak terlihat terlalu besar, namun jika kulit Anda sensitif terhadap paparan sinar matahari atau rentan terhadap kanker kulit, perlindungan tambahan beberapa persen akan membuat perbedaan. Selain itu, perlu diketahui bahwa tidak ada krim yang mampu menangkap 100% radiasi UV.
Semakin tinggi nilai numerik indeks, semakin tinggi pula tingkat perlindungannya. Oleh karena itu, bagi orang yang tidak menyukai penyamakan kulit, indeksnya harus lebih tinggi, untuk fototipe yang memiliki penyamakan kulit yang baik, indeksnya harus lebih rendah.
UVA PF hingga 2,7- proteksi rendah (jangka pendek)
UVA PF dari 2,8 hingga 5,4- perlindungan rata-rata
UVA PF dari 5,5 hingga 8,1- proteksi tinggi (jangka panjang)
UVA PF lebih dari 8.2- perlindungan ultra-tinggi.
Bagi orang-orang dengan kulit yang rentan terhadap kemerahan dan luka bakar, nilai optimal akan - untuk SPF kisarannya dari 40 hingga 50, untuk UVA -15.
Bagaimana cara mengaplikasikan tabir surya yang benar?
Sangat poin penting adalah aplikasi yang benar krim, Anda tidak boleh menyimpan krim - jika krim dioleskan dalam lapisan tipis, maka krim tidak akan berfungsi sama sekali, atau tidak akan berfungsi sesuai dengan indeks aslinya. Krim dioleskan ke seluruh permukaan tubuh yang terkena radiasi matahari (jangan lupakan telinga, area sekitar mata dan mulut).
Selain itu, Anda harus ingat bahwa Anda perlu mengoleskan tabir surya 10-15 menit sebelum berjemur - inilah waktu yang dibutuhkan agar perlindungan dapat diterapkan.
 |
Jika, meskipun sudah berupaya keras, kulit masih memerah, Anda harus:
segera keluar dari sinar matahari dan berpakaian;
Oleskan bahan penenang pada area kulit yang terbakar untuk meredakan iritasi dan melembabkan kulit;
Anda dapat gunakan obat tradisional- susu, kefir atau yogurt, kompres teh kental;
Di malam hari, tidurlah dalam keadaan telanjang, taburkan bedak bayi di seprai, agar kulit tidak bergesekan dengan sprei.
Kulit yang terkelupas setelah luka bakar tidak boleh terkena sinar matahari, meskipun hanya sebentar, karena masih terlalu lembut dan sensitif.
Anda bisa berjemur kembali hanya setelah beberapa minggu, ketika kulit sudah sembuh total. Penggunaan tabir surya dengan faktor perlindungan tinggi, minimal SPF 25-30, wajib dilakukan.
Selain itu, jangan lupa bahwa risiko terkena kanker kulit meningkat setiap kali terjadi luka bakar baru.
Untuk menghilangkan konflik antara psikologi manusia dan kebutuhan untuk menghemat energi, sekelompok ilmuwan menemukan cat putih yang terlihat seperti hitam. Penipuan visual akan menghemat ribuan ton bahan bakar setiap tahunnya.
Semua orang tahu kenapa orang biasanya memakai pakaian berwarna terang di musim panas. Terutama bukan karena fashion, tapi karena fakta dangkal itu warna putih- memantulkan sinar matahari dengan baik.
Namun jika menyangkut pelapisan bangunan, entah mengapa logika memberi jalan pada fashion.
Oleh karena itu, penutup atap seringkali dibuat berwarna coklat tua atau hijau tua. Lainnya warna gelap(hingga hitam) - juga umum.
Para ilmuwan telah menghitung bahwa meningkatkan reflektansi atap, misalnya, dari 20% (cat abu-abu biasa) menjadi 55% (cat biasa "hampir putih") akan mengurangi konsumsi energi untuk AC sebesar 20%.
Namun lapisan yang hanya memantulkan 4-8% warna matahari, menurut statistik, juga cukup umum.
Pertama-tama, kita berbicara tentang Amerika Serikat, di mana sekelompok ilmuwan menjadi prihatin dengan masalah atap yang “salah”. Di negara ini, AC menyumbang porsi konsumsi energi nasional yang cukup besar.
Hal serupa juga terjadi di banyak negara panas lainnya. Dan bahkan di Rusia yang dingin, hampir tidak ada orang yang menolak mengurangi tagihan listrik mereka, yang dihabiskan di musim panas.
Sadar akan kepedulian terhadap Alam, Hashem Akbari dan rekan-rekannya di Lab Berkeley mulai mencari jalan keluar dari situasi ini beberapa tahun lalu.
Tampaknya masalahnya adalah hal yang mendasar. Anda hanya perlu mengecat atapnya dengan warna putih. Namun, ternyata masyarakat Amerika tidak ingin melakukan hal ini (kami rasa hal yang sama juga berlaku bagi penduduk di sebagian besar negara lain, yang juga didominasi oleh atap gelap yang tidak ekonomis).
Bagaimanapun, atapnya elemen penting desain rumah. Dan masyarakat lebih memilihnya warna cerah: merah bata, hijau tua, berbagai corak coklat atau biru.
Putih membosankan dan pudar atau abu-abu muda - hampir tidak ada yang mau tahu.
Karena para ilmuwan tidak dapat mengubah kebiasaan jutaan orang, mereka memutuskan, ”Kami tidak mencari cara yang mudah.” Dan mereka telah mengembangkan material yang terlihat gelap, namun sebenarnya mencerminkan sebagian besar radiasi matahari.
Trik ini dilakukan di Divisi Teknologi Energi Lingkungan Lab Berkeley, tempat Akbari bekerja.
Idenya sendiri sederhana dan elegan - perlu untuk membuat lapisan yang memiliki reflektifitas sangat besar dalam spektrum inframerah dekat, di mana Matahari memancarkan lebih dari setengah energinya.
Namun implementasi ide tersebut tidaklah mudah. Memang, dengan menambahkan berbagai zat ke cat atau bahan berwarna lainnya (plastik, ubin keramik, dll.), hal itu perlu dicapai kemiripan eksternal dengan lapisan “panas” konvensional.
Para ilmuwan harus mencoba banyak kombinasi pigmen, dengan mempertimbangkan pengaruhnya satu sama lain, dan juga memilihnya secara individual untuk warna yang berbeda dan jenis pelapis.
Bahkan di laboratorium program komputer yang khusus ditulis untuk menganalisis penyerapan dan hamburan radiasi oleh campuran zat secara selektif - pada frekuensi sempit individu.
Hasilnya, orang Amerika telah menciptakan bahan-bahan yang, meskipun secara lahiriah tidak dapat dibedakan dari warna coklat, merah tua atau hijau yang disukai oleh pemilik rumah (dan pembangun), memantulkan energi matahari beberapa kali lebih banyak.
Pada saat yang sama, fisikawan juga memikirkan teknologi untuk memproduksi pelapis dari bahan-bahan tersebut.
Hal yang paling menarik adalah upaya Lab Berkeley tidak sia-sia - dengan bantuan para ilmuwannya, sejumlah produsen penutup atap (tidak hanya di AS) baru-baru ini memperkenalkan bahan “dingin-hangat” ke dalam program mereka.
Yang dingin didasarkan pada pemanasan aktual dari Matahari, dan yang hangat didasarkan pada corak warna visual.
Distribusi radiasi matahari berdasarkan frekuensi (ilustrasi dari lbl.gov).
Beberapa industrialis hampir sepenuhnya beralih ke cat baru. Dan di California, mereka bahkan mengembangkan standar yang dirancang untuk menjadikan “atap dingin” umum dalam pembangunan rumah baru.
Yang terpenting, para ilmuwan harus mengutak-atik apa yang disebut ubin lembut(dan ini adalah salah satu pelapis paling populer di dunia).
Ubin tersebut terdiri dari lembaran fiberglass yang dilapisi dengan bitumen, di mana basal kecil atau serpihan batu dan pewarna disemprotkan.
Mengadaptasi gagasan pigmen inframerah ke butiran ini tidaklah mudah, tetapi Berkeley baru-baru ini mengumumkan bahwa mitra industrinya telah menciptakan contoh pertama ubin lunak tersebut - berwarna gelap dan bahkan terlihat benar-benar hitam, tetapi “putih” dalam arti memantulkan energi. Mereka akan segera dijual.
Bahan baru ini berbahan dasar silikon, yang merupakan unsur paling melimpah setelah oksigen di planet ini.
Kekuatan destruktif sinar matahari sangat besar. Bahkan bangunan yang paling stabil pun hancur hanya karena panas matahari. Untuk mengatasi penurunan alami ini, tim ilmuwan dari Departemen Fisika Terapan di Universitas Johns Hopkins (AS) telah mengembangkan cat baru yang mendorong pantulan sinar matahari bahkan dari bahan logam, dan karenanya tidak meningkatkan suhu permukaan, dan juga memperpanjang umur layanannya.
“Sebagian besar struktur berbasis polimer yang ditemukan di mobil dan rumah terdegradasi ketika terkena sinar ultraviolet dari sinar matahari. Jadi lama kelamaan mereka akhirnya kehilangan warna dan sifat-sifatnya. Selain itu, polimer juga cenderung melepaskan senyawa organik yang mudah menguap sehingga dapat menyebabkan kerusakan. lingkungan"lapor pemimpin studi Jason Benkoski.
Kemudian para ilmuwan mengalihkan perhatian mereka ke silikon. Versi modifikasinya berupa kalium silikat yang biasanya larut dalam air, senyawa ini diubah sehingga bila disemprotkan ke permukaan mengering, menjadi tahan air tanpa kehilangan sifat-sifatnya.
Tidak seperti cat akrilik atau cat lainnya, permukaan ini sebenarnya anorganik, sehingga memperpanjang umurnya. Ini dirancang untuk menjaga permukaan logam dan mencegah retak dan kerusakan. permukaan logam dengan memantulkan seluruh cahaya matahari. Itu tidak menyerap sinar matahari, sehingga permukaan apa pun yang dilapisi dengannya akan tetap memiliki suhu udara yang sama atau bahkan sedikit lebih rendah. Atap ubin, mobil, kapal, perangkat elektronik- Ini penggunaan praktis cat inovatif ini.
“Jika kita membuat cat yang dapat menjaga suhu area yang tertutup sama dengan suhu udara luar, maka kita dapat mengurangi laju korosi dan kerusakan lainnya. Anda bisa mengecat atap rumah agar tetap segar dan mengurangi AC di musim panas, kata Benkoski.
Penelitian ini dipresentasikan kepada American Chemical Society ( Masyarakat Kimia Amerika).
Seniman Bangladesh Tayeba Begum Lipi membuat benda dengan menghubungkan beberapa silet. Benda logam tajam berubah menjadi kereta dorong bayi, sepatu tenis, kain sensual, mesin jahit dan banyak lagi. ...
Ketika Anda masih muda, Anda diajari bahwa gunung berapi memiliki ruang tengah yang berisi material cair yang disebut magma. Namun sebuah penelitian di Inggris menyatakan bahwa tidak ada ruang bawah tanah di dalam gunung berapi tersebut, hanya ada banyak...
Secara tradisional, pakaian musim panas terbuat dari kain berwarna terang. Dipercaya bahwa pakaian tipis memantulkan sinar matahari, dan seseorang tidak menjadi terlalu kepanasan di bawah sinar matahari. Namun, para ahli sangat menyarankan untuk mengenakan pakaian berwarna gelap pada hari yang terik. Ini akan melindungi kulit kita dari efek buruk sinar ultraviolet yang dapat menyebabkan kanker kulit.
Orang yang ingin melindungi diri dari sinar ultraviolet yang berbahaya sebaiknya mengenakan pakaian berwarna gelap daripada kemeja Hawaii yang berwarna terang, kata para ahli. Kemeja kuning menawarkan perlindungan terburuk dari sinar matahari. Hanya sedikit orang yang berpikir untuk mengenakan pakaian hitam atau biru tua di hari yang terik, tetapi para ilmuwan dari Universitas Catalonia, Spanyol, menyarankan untuk memilih warna-warna ini. “Warna kain memiliki dampak besar pada sifat perlindungan UVnya,” kata penulis studi Dr. Ascension Riva.
Tradisional untuk cuaca hangat putih dan warna kuning menempatkan seseorang pada risiko lebih besar terkena kanker kulit, kata para ilmuwan. Dan warna yang lebih gelap dan jenuh menyerap sinar matahari dengan lebih baik. Warna biru tua dan merah sangat bagus dalam aspek ini - warna ini paling melindungi kulit. Para ilmuwan membicarakan hal ini di halaman majalah Kimia Industri dan Teknik. Saat mereka bekerja, mereka mewarnai kain katun yang sama dengan warna merah, biru dan berbeda bunga kuning, lalu diukur kemampuan masing-masing sampel dalam menyerap sinar ultraviolet.
Kebanyakan orang yang pergi ke resor mengandalkan pakaian untuk melindungi mereka dari sinar matahari yang keras, meskipun tabir surya biasa sudah cukup. Perlu diingat bahwa kaos putih dan kaos ketat, serta pakaian renang basah, memberikan perlindungan yang buruk terhadap sinar ultraviolet. Para ilmuwan yakin bahwa informasi ini dapat bermanfaat tidak hanya bagi konsumen, tetapi juga bagi produsen pakaian untuk menciptakan produk yang efektif melindungi dari sinar matahari.