Proiectul „Alb sau negru?” Vopsea pentru colectoare solare Care culoare reflectă cel mai bine razele soarelui
Se știe că suprafețele vopsite cu vopsea neagră obișnuită absorb aproximativ 85% din lumina incidentă asupra lor. Dar un metamaterial nou dezvoltat cu o suprafață complexă poate absorbi aproximativ 99% din lumina care cade pe el, așa că termenul „mai negru decât negru” poate fi folosit în legătură cu acest material.
Acest metamaterial, care are proprietăți optice descrise de dependențe hiperbolice, are o valoare a reflectanței foarte scăzută, care poate fi folosită pentru a crea o eficiență ridicată. panouri solare, senzori foto și noile tehnologii stealth.
Cercetători de la Universitatea Purdue și Universitatea Norfolk universitate de stat(Universitatea de Stat din Norfolk), condusă de Evgeniy Narimanov, a produs material nou, folosind nanofirele de argint crescute pe suprafața unei plăci de aluminiu. După ce au studiat proprietățile optice ale metamaterialului rezultat, oamenii de știință au descoperit că, în ciuda faptului că atât argintul, cât și aluminiul absorb slab lumina, suprafața materialului absoarbe aproximativ 80% din lumina incidentă.
După aceasta, folosind câteva trucuri tehnologice, oamenii de știință au făcut suprafața strict ordonată a materialului acoperită abundent de crăpături și defecte, care, după cum s-a calculat, au redus drastic reflectanța. Experimente ulterioare au arătat că un astfel de metamaterial „ondulat” este capabil să absoarbă 99% din lumina incidentă, dar, în plus, acest coeficient de absorbție a radiațiilor este menținut în aproape întreaga gamă de unde electromagnetice.
După cum au explicat oamenii de știință, reflectanța scăzută a noului material se explică prin suprapunerea proprietăților optice hiperbolice ale materialului original cu proprietăți imprevizibile ale defectelor, care au crescut foarte mult „adâncimea” legii hiperbolice.
Cercetătorii cred că noul metamaterial va servi drept prototip pentru crearea de noi materiale care vor absorbi eficient toate tipurile de radiații din domeniul electromagnetic. Pentru că absorbția luminii joacă Rol cheieîn eficiența panourilor solare și a altor tehnologii, cercetătorii intenționează să desfășoare lucrări ulterioare concentrându-se pe direcția energiei solare.
- dailytechinfo.org -Comentarii:
Ce culoare sunt cele mai bune haine de purtat vara?
Este în general acceptat că hainele de vară ar trebui să fie culori deschise, deoarece vă permite să reflectați razele de soareși nu este atât de fierbinte pentru o persoană din el. Cu toate acestea, experții recomandă insistent să purtați haine închise la culoare în zilele calde și însorite. Ea este cea care ne va proteja pielea de efecte nocive razele ultraviolete care pot provoca cancer de piele, spun oamenii de știință.
Cea mai importantă sarcină în Vreme insorita- protejeaza pielea de efectele nocive ale radiatiilor ultraviolete. Pentru a face acest lucru, spun cercetătorii, oamenii ar trebui să poarte haine întunecate, mai degrabă decât cămăși hawaiene strălucitoare. Cămășile galbene oferă cea mai proastă protecție împotriva razelor solare. Puțini oameni s-ar gândi să poarte haine negre sau albastru închis într-o zi fierbinte însorită, dar oamenii de știință de la Universitatea din Catalonia, Spania, sfătuiesc să aleagă aceste culori. Culoarea unei țesături are un impact enorm asupra acesteia proprietăți protectoare de la radiațiile ultraviolete, explică experții.
Culorile albastru închis și roșu sunt deosebit de bune în acest aspect - protejează cel mai bine pielea.
Majoritatea oamenilor care merg în stațiuni se bazează pe îmbrăcăminte pentru a le proteja de razele aspre ale soarelui, deși ar fi suficientă o protecție solară obișnuită. Trebuie amintit că tricourile albe și tricourile strânse, precum și costumele de baie umede, nu protejează bine de razele ultraviolete.
 |
Toată lumea știe că expunerea moderată la lumina soarelui este foarte benefică pentru un organism sănătos. Sub influența lor, corpul uman începe să producă vitamina D, care este necesară pentru formarea oaselor și protejează organismul de osteoporoză - subțierea și fragilizarea oaselor, care afectează multe persoane în vârstă. În plus, un bronz ușor este un produs cosmetic excelent care se potrivește majorității femeilor.
Cu toate acestea, prea mult soare poate provoca daune semnificative. În fiecare an, oamenii de știință efectuează multe studii, dintre care cele mai recente au confirmat faptul că radiațiile ultraviolete pot accelera îmbătrânirea prematură a pielii.
În ciuda faptului că timpul de îmbătrânire a pielii este moștenit prin gene, mult depinde de expunerea noastră la soare.
Îmbătrânirea cauzată lumina soarelui, începe în cel mai subțire strat de celule. Celulele stratului cornos devin aspre și mai dense. Melanocitele încep să distribuie melanina în mod neuniform, țesuturile de elastină se micșorează, structurile de colagen se schimbă, iar țesuturile care ne fac pielea elastică și netedă sunt treptat distruse. Ca urmare, pielea devine neuniformă și aspră la atingere.
De unde știi dacă pielea ta îmbătrânește de la soare sau nu?
Comparați pielea din locurile în care razele soarelui intră cu acele locuri în care nu: de exemplu, partea interioară mâinile cu exteriorul și cu fața. Dacă observați o diferență, nu vă descurajați, ci protejați-vă de deteriorarea ulterioară a pielii.
Cum să-ți protejezi pielea?
A te proteja de razele soarelui nu este foarte dificil. Pentru a face acest lucru, nu este deloc necesar să-ți petreci întreaga viață în umbră. Ar trebui urmate câteva reguli simple:
nu stați prea mult timp la soare;
evitați orele de activitate solară maximă;
Aplicați în mod regulat protecție solară pe piele.
Principalele componente ale cosmeticelor de protecție solară sunt substanțe care pot absorbi razele ultraviolete din spectrul solar. În funcție de spectrul de absorbție, acestea sunt împărțite în Filtre UVA si UVB. În plus, există o serie de filtre universale care rezistă la razele ambelor spectre.
Filtrele UVB provoacă arsuri și dureri. Și anume, UVA este de vină pentru apariția timpurie a ridurilor, reducând fermitatea și elasticitatea pielii. Aceste raze actioneaza neobservate, fara a provoca disconfort sau durere. Și din moment ce o persoană nu le poate observa, atunci, prin urmare, nu le poate evita în viitor. Prin urmare, experții consideră că protecția eficientă împotriva razelor este principalul mijloc de păstrare a pielii tinere.
 |
Fiecare protecție solară are un indice de protecție solară, care este indicat prin cifre. Toate cremele moderne au doi astfel de indici. Primul SPF- indică nivelul de protecţie împotriva raze ultraviolete B(UVB), al doilea - UVA- grad de protectie impotriva razelor ultraviolete.
Pielea obișnuită a unei persoane începe să devină roșie în 6-10 minute de la expunerea la soare. Denumirea SPF 12, de exemplu, indică faptul că pielea va fi protejată de apariția roșeață timp de 72-120 de minute.
Există o altă dependență. Crema SPF 15 blochează aproximativ 93% din razele UVB să ajungă la piele. Cremă SPF 30 blochează 97%. Cremă SPF 50 blochează 99%. Diferența dintre 93, 97 și 99 la sută poate să nu pară prea mare, dar dacă pielea ta este sensibilă la expunerea la soare sau este predispusă la cancer de piele, un procent suplimentar de protecție va face diferența. În plus, vă rugăm să rețineți că nicio cremă nu este capabilă să capteze 100% din radiațiile UV.
Cu cât valoarea numerică a indicelui este mai mare, cu atât este mai mare nivelul de protecție a acestuia. În consecință, pentru persoanele care au obiecții la bronzare, indicele ar trebui să fie mai mare, pentru fototipurile bine bronzate, ar trebui să fie mai mic.
UVA PF până la 2,7- protectie scazuta (pe termen scurt)
UVA PF de la 2,8 la 5,4- protectie medie
UVA PF de la 5,5 la 8,1- protectie ridicata (pe termen lung)
UVA PF mai mult de 8,2- protectie ultra-inalta.
Pentru persoanele cu piele predispusă la roșeață și arsuri, valori optime va fi - pentru SPF intervalul este de la 40 la 50, pentru UVA -15.
Cum se aplică corect protecție solară?
Foarte punct important este aplicare corectă cremă, nu ar trebui să economisiți crema - dacă crema este aplicată într-un strat subțire, atunci nu va acționa deloc sau va acționa inadecvat la indicele său original. Crema se aplica pe toata suprafata corpului in contact cu radiatiile solare (nu uita de urechi, zona din jurul ochilor si gurii).
Ei bine, în plus, trebuie să vă amintiți că trebuie să aplicați protecție solară cu 10-15 minute înainte de a ieși la soare - acesta este exact timpul necesar pentru ca protecția să aibă efect.
 |
Dacă, în ciuda tuturor eforturilor depuse, pielea încă devine roșie, ar trebui să:
iesi imediat de la soare si imbraca-te;
Aplicați un agent calmant pe zona arsă a pielii pentru a calma iritația și pentru a hidrata pielea;
poți să folosești remedii populare- lapte, chefir sau iaurt, comprese de ceai tari;
Seara, mergeți la culcare goală, turnând pudră pentru copii pe cearșafuri, ceea ce va împiedica frecarea pielii de lenjeria de pat.
În niciun caz pielea care s-a decojit după o arsură nu trebuie expusă la razele soarelui, chiar și pentru o perioadă scurtă de timp, deoarece este încă prea delicată și sensibilă.
Va fi posibil să faceți din nou plajă abia după câteva săptămâni, când pielea s-a vindecat complet. Utilizarea unei creme de protecție solară cu factor de protecție ridicat, cel puțin SPF 25-30, este obligatorie.
În plus, nu uitați că riscul de a dezvolta cancer de piele crește cu fiecare arsură nouă.
Pentru a elimina conflictul dintre psihologia umană și nevoia de a conserva energia, un grup de oameni de știință a inventat vopsea albă care arată ca negru. Înșelăciunea vizuală va economisi mii de tone de combustibil anual.
Toată lumea știe de ce oamenii poartă de obicei haine deschise la culoare vara. Nu din cauza modei, în principal, ci din cauza banalului fapt că culoare alba- reflectă bine razele soarelui.
Dar când vine vorba de acoperirea clădirilor, din anumite motive, logica lasă loc modei.
Astfel, acoperișurile sunt adesea făcute maro închis sau verde închis. Alte Culori închise(până la negru) - sunt și ele comune.
Oamenii de știință au calculat că creșterea reflectanței acoperișului, de exemplu, de la 20% (vopsea gri obișnuită) la 55% (vopsea obișnuită „aproape albă”) ar reduce consumul de energie pentru aer condiționat cu 20%.
Dar acoperirile care reflectă doar 4-8% din culoarea soarelui, conform statisticilor, sunt, de asemenea, destul de comune.
Vorbim, în primul rând, despre SUA, unde un grup de oameni de știință s-a preocupat de problema acoperișurilor „greșite”. În această țară, aparatele de aer condiționat contribuie cu o pondere semnificativă a consumului național de energie.
Același lucru este valabil și pentru multe alte țări fierbinți. Și chiar și în Rusia rece, aproape nimeni nu ar refuza să-și reducă facturile la electricitate, care sunt cheltuite vara.
Conștienți să aibă grijă de Mama Natură, Hashem Akbari și colegii săi de la Berkeley Lab au început să caute o cale de ieșire din situație în urmă cu câțiva ani.
Se pare că problema este elementară. Trebuie doar să vopsiți acoperișurile în alb. Dar, după cum se dovedește, americanii nu vor să facă acest lucru (credem că același lucru se poate spune despre rezidenții din majoritatea celorlalte țări, unde predomină și acoperișurile întunecate neeconomice).
La urma urmei, acoperișurile element important design casa. Și masele preferă culori deschise: rosu caramida, verde inchis, diverse nuanțe maro sau albastru.
Plictisitor și decolorat alb sau gri deschis - aproape nimeni nu vrea să știe.
Deoarece oamenii de știință nu au putut schimba obiceiurile a milioane de oameni, au decis: „Ei bine, nu căutăm căi ușoare”. Și au dezvoltat materiale care arată întunecate, dar reflectă de fapt o parte semnificativă a radiației solare.
Acest truc a fost făcut în divizia de tehnologii energetice de mediu a laboratorului Berkeley, unde Akbari lucrează de fapt.
Ideea în sine este simplă și elegantă - a fost necesar să se creeze acoperiri care să aibă o reflectivitate enormă în spectrul infraroșu apropiat, în care Soarele emite mai mult de jumătate din energia sa.
Dar implementarea ideii nu a fost ușoară. La urma urmei, prin adăugarea diferitelor substanțe la vopsele sau alte materiale colorate (plastic, plăci ceramice etc.), a fost necesar să se realizeze asemănare exterioară cu acoperiri convenționale „la cald”.
Oamenii de știință au trebuit să încerce o mulțime de combinații de pigmenți, ținând cont de influența lor unul asupra celuilalt și, de asemenea, să le selecteze individual pentru a Culori diferiteși tipuri de acoperiri.
Chiar și în laborator program de calculator a fost scris unul special pentru a analiza absorbția și împrăștierea radiațiilor de către un amestec de substanțe selectiv - la frecvențe înguste individuale.
Drept urmare, americanii au creat materiale care, deși în exterior nu se pot distinge de maro, roșu închis sau verde atât de iubit de proprietari (și constructori), reflectă de câteva ori mai multă energie solară.
În același timp, fizicienii s-au gândit și la tehnologia de producere a acoperirilor din aceste materiale.
Cel mai interesant lucru este că eforturile Laboratorului Berkeley nu au fost în zadar - cu ajutorul oamenilor de știință, o serie de producători de acoperiri (nu numai în SUA) au introdus recent materiale „rece-calde” în programul lor.
Cele reci se bazează pe încălzirea reală de la Soare, iar cele calde se bazează pe tonalitatea vizuală a culorii.
Distribuția radiației solare după frecvență (ilustrare din lbl.gov).
Unii industriași au trecut aproape complet la vopsele noi. Și în California, au dezvoltat chiar un standard conceput pentru a face „acoperișurile reci” comune în construcția de case noi.
Mai presus de toate, oamenii de știință au fost nevoiți să se chinuiască cu așa-zisele gresie moi(și este unul dintre cele mai populare acoperiri din lume).
Astfel de plăci constau din foi de fibră de sticlă acoperite cu bitum, pe care sunt pulverizate mici așchii de bazalt sau piatră și vopsea.
Adaptarea ideii pigmenților infraroșii la aceste granule nu a fost ușoară, dar Berkeley a anunțat recent că partenerii săi industriali au creat primele exemple de astfel de plăci moi - întunecate și chiar complet negre în aspect, dar „albe” în sensul reflectării. energie. Vor fi la vânzare în curând.
Acest nou material are la bază siliciu, care după oxigen este cel mai abundent element de pe planetă.
Puterea distructivă a luminii solare este enormă. Chiar și cele mai stabile structuri sunt distruse pur și simplu de căldura soarelui. Pentru a combate acest declin natural, o echipă de oameni de știință de la Departamentul de Fizică Aplicată de la Universitatea Johns Hopkins (SUA) a dezvoltat o nouă vopsea care încurajează lumina soarelui să reflecte chiar și din materiale metalice, și, prin urmare, nu crește temperatura suprafeței și, de asemenea, prelungește durata de viață a acesteia.
„Majoritatea structurilor pe bază de polimeri găsite în mașini și case sunt degradate atunci când sunt expuse la razele ultraviolete de la lumina soarelui. Așa că în timp își pierd în cele din urmă culoarea și proprietățile. În plus, polimerii tind să elibereze compuși organici volatili, care pot provoca daune. mediu inconjurator„, raportează liderul studiului Jason Benkoski.
Apoi oamenii de știință și-au îndreptat atenția către siliciu. Versiunea sa modificată sub formă de silicat de potasiu este de obicei solubilă în apă, ei au transformat acest compus astfel încât atunci când este pulverizat pe o suprafață se usucă, devenind rezistent la apă fără a-și pierde proprietățile.
Spre deosebire de vopseaua acrilică sau de altă natură, această suprafață este practic anorganică, ceea ce îi prelungește durata de viață. Este conceput pentru a menține suprafața metalică și pentru a preveni fisurarea și deteriorarea. suprafete metalice reflectând toată lumina solară. Nu absoarbe lumina soarelui, fapt pentru care orice suprafață acoperită cu acesta va rămâne aceeași cu temperatura aerului sau chiar ușor mai scăzută. Acoperisuri din tigla, mașini, nave, dispozitive electronice- Acest uz practic această vopsea inovatoare.
„Dacă facem vopsea care poate menține temperatura zonei acoperite la aceeași temperatură cu aerul exterior, atunci putem reduce rata de coroziune și alte daune. Puteți vopsi acoperișul casei pentru a-l păstra proaspăt și pentru a reduce aerul condiționat vara, spune Benkoski.
Cercetarea a fost prezentată Societății Americane de Chimie ( Societatea Americană de Chimie).
Artistul din Bangladesh Tayeba Begum Lipi realizează obiecte prin conectarea mai multor lame de ras. Obiectele metalice ascuțite se transformă în cărucioare pentru copii, pantofi de tenis, țesături senzuale, mașini de cusutși mult mai mult. ...
Când erai mai tânăr, ai fost învățat că vulcanii conțin o cameră centrală plină cu material topit numit magmă. Dar un studiu britanic susține că nu există un astfel de spațiu subteran în interiorul vulcanului, doar multe mici...
În mod tradițional, hainele de vară sunt realizate din țesături de culoare deschisă. Se crede că hainele ușoare reflectă razele soarelui, iar o persoană nu se încălzește atât de mult la soare. Cu toate acestea, experții recomandă insistent să purtați haine închise la culoare în zilele calde și însorite. Ne va proteja pielea de efectele nocive ale razelor ultraviolete care pot provoca cancer de piele.
Oamenii care doresc să se protejeze de razele ultraviolete dăunătoare ar trebui să poarte haine întunecate în loc de cămăși hawaiene strălucitoare, spun experții. Cămășile galbene oferă cea mai proastă protecție împotriva razelor solare. Puțini oameni s-ar gândi să poarte haine negre sau albastru închis într-o zi fierbinte însorită, dar oamenii de știință de la Universitatea din Catalonia, Spania, sfătuiesc să aleagă aceste culori. „Culoarea unei țesături are un impact enorm asupra proprietăților sale de protecție UV”, spune autorul studiului, Dr. Ascension Riva.
Tradițional pentru vreme caldă alb şi culori galbene expune o persoană la un risc mai mare de a dezvolta cancer de piele, spun oamenii de știință. Iar culorile mai închise și mai saturate absorb mai bine razele soarelui. Culorile albastru închis și roșu sunt deosebit de bune în acest aspect - protejează cel mai bine pielea. Oamenii de știință au vorbit despre acest lucru pe paginile revistei Chimie industrială și de inginerie. Pe măsură ce lucrau, au vopsit aceeași țesătură de bumbac în diferite nuanțe de roșu, albastru și flori galbene, iar apoi a măsurat capacitatea fiecărei probe de a absorbi razele ultraviolete.
Majoritatea oamenilor care merg în stațiuni se bazează pe îmbrăcăminte pentru a le proteja de razele aspre ale soarelui, deși ar fi suficientă o protecție solară obișnuită. Trebuie amintit că tricourile albe și tricourile strânse, precum și costumele de baie umede, oferă o protecție slabă împotriva razelor ultraviolete. Oamenii de știință sunt încrezători că aceste informații pot fi utile nu numai consumatorilor, ci și producătorilor de îmbrăcăminte pentru a crea produse care să poată proteja eficient de soare.