ギリシャでは古くから、太陽の光を反射し、家を涼しくするために、鮮やかな白い屋根が使われてきました。現在、カリフォルニアの研究者は戦略に現代的なひねりを加えています。彼らは、ワンツーパンチを使用して冷却する新しい多層コーティングを作成しました。まず、太陽光の入射エネルギーのほぼすべてを反射します。第二に、熱を吸収し (たとえば、下の建物から)、近くの空気を暖めることなく放射します。この新しい技術は電力を必要としないため、建物の空調コストを大幅に削減できます。これは、米国で使用される全電力の 15% 近くを消費するアプリケーションです。
新しい冷却技術の最初の部分である反射は、簡単に把握できます。鏡を見るだけです。熱を放射する 2 番目の部分は、あまり直感的ではありません。建物、樹木、人はすべて赤外光の形で熱を放射します。これは暗視ゴーグルで見られる不気味な光です。通常、この赤外線放射は、6 ～ 30 マイクロメートルの広い範囲の波長で発生します。空気中の分子はその範囲の上下で吸収できるため、放射は周囲を加熱します。ただし、8 ～ 13 マイクロメートルの波長は、空気を通り抜けて冷たい広大な宇宙に到達します。
そこで、カリフォルニア州パロアルトにあるスタンフォード大学の電気技師である Shanhui Fan が率いる研究者たちは、長い波長でエネルギーを放射するのにも適した鏡面コーティングの作成に着手しました。 「太陽の波長を反射するだけでなく、熱の波長を放射する天然素材はありません」大気から逃れるのにちょうどいい長さだと、彼は言います.
このような材料を設計するために、Fan と彼のチームは、二酸化ケイ素 (SiO2) を交互に重ねた 7 層を作成しました。 ) と二酸化ハフニウム (HfO2 ）。彼らは、初期の良好な反射体として機能する薄い銀の層で覆われた、パイ皿のサイズのシリコンウエハーの上に層を成長させました。 SiO2 の最初の 4 層 HfO<sub>2 超薄型で、シルバーで反射されないほぼすべての入射光を反射するように設計されています。これらの 5 つの層を合わせて、入ってくるエネルギーの 97% を反射しました。上の 3 つの層 - 2 つの厚い SiO2 厚い HfO2 で区切られた層 層 - ラジエーターとして機能し、下から熱を吸収し、8 ～ 13 マイクロメートルの波長でエネルギーを再放出します。さまざまなテストで、コーティングは直射日光の下でもその下の表面を 5°C 冷却しました。 .
ファンは、ほぼすべてのエネルギー技術は、熱を暑い場所から寒い場所に移動させることによって機能すると述べています。コーティングの場合、投棄場所は宇宙であり、地球上のどこからでも簡単にアクセスできる場所です.
「これは非常に斬新でシンプルなアイデアです」と、カリフォルニア大学バークレー校のフォトニクス エンジニアである Eli Yablonovitch は言います。しかし、このコーティングを大面積に十分に安価に適用できるかどうかは、まだ示されていません。ファン氏は、既存の技術で仕事ができると言っています。しかし、屋根のコーティングがうまくいかなくても、この技術は、廃熱を宇宙に放出できるようにすることで、より優れた空調システムを生み出す可能性があると彼は言います.
