Как известно, солнечные лучи обладают полезными и даже лечащими свойствами, но, в то же время, они способны доставить массу забот частным домовладельцам, которые выполнили кровлю своего коттеджа из листов металла. Солнцу свойственно повреждать металлическую крышу и сильно ее раскалять, тем самым увеличивая затраты на дополнительные меры по охлаждению и проветриванию комнат в строении. Но благодаря американским разработчикам появилась новейшая экологичная эмульсия, изготовленная на основе стекла. Такая краска не только поможет уменьшить нагрев металлического основания путем светоотражательной способности состава, но и придаст поверхности долговечность.

Большинство современных эмульсий, предназначенных для окраски металлических поверхностей, производятся на полимерных составляющих, к которым относятся: акрил, эпоксидные смолы, полиуретан и латекс. Под постоянным воздействием ультрафиолета такие краски трескаются и желтеют. Также полимерным красящим составам свойственно выделение органических соединений, наносящих вред окружающей среде.


Стекло на основе кремнезема, по стойкости к ультрафиолету, считается идеальным покрытием, но чрезмерная хрупкость исключает его применение для покраски крыш. Поэтому главным компонентом краски стал силикат калия, являющий собой модификацию кремнезема, отлично взаимодействующего с водой. После высыхания стеклянного красящего раствора образуется прочный водоотталкивающий слой.
Особые пигменты, добавленные к силикату калия, наделяют состав уникальными способностями, заключающимися почти в 100%-м отражении солнечных лучей и инертном испускании тепла. Любой тип основания, прокрашенный данной эмульсией, будет нагреваться на столько, на сколько прогреется температура воздуха, что и является основополагающим фактором защиты крыши из металла от солнца.


Стеклянная краска призвана охлаждать не только металлические кровли, но и любые поверхности, выполненные из металла, такие как корпуса морских лайнеров или аэробусов, кузова машин и другие.
Современные краски сочетают в себе технологии, благодаря которым эмульсиям не страшны ни влага, ни губительные солнечные лучи, ни мелкие механические повреждения. Новоизобретенная эмульсия с силикатом калия – исключительный состав, обладающий высокопробными техническими характеристиками, благодаря которым металлическая поверхность сохраняет свой эстетичный и привлекательный первозданный вид.

Известно, что поверхности, покрашенные обычной черной краской, поглощают около 85% падающего на них света. Но недавно разработанный метаматериал со сложной поверхностью может поглотить около 99% падающего на него света, таким образом, по отношению к этому материалу вполне употребим термин “чернее черного”.

Этот метаматериал, имеющий оптические свойства, описывающиеся гиперболическими зависимостями, имеет очень низкое значение коэффициента отражения, что может быть использовано для создания высокоэффективных солнечных батарей, фотодатчиков и новых стелс-технологий.

Исследователи из университета Пурду (Purdue University) и Норфолкского государственного университета (Norfolk State University), возглавляемые Евгением Наримановым, изготовили новый материал, использовав серебряные нанопровода, выращенные на поверхности алюминиевой пластины. Исследовав оптические свойства получившегося метаматериала, ученые обнаружили, что, несмотря на то, что и серебро и алюминий плохо поглощают свет, поверхность материала поглощает около 80% падающего света.

После этого, применив некоторые технологические хитрости, ученые сделали так, что строго упорядоченная поверхность материала в изобилии покрылась трещинами и дефектами, которые, как было рассчитано, резко уменьшили коэффициент отражения. Дальнейшие эксперименты показали, что такой “рифленый” метаматериал способен поглощать 99% от падающего света, но более того, такой коэффициент поглощения излучения сохраняется практически во всем диапазоне электромагнитных волн.

Как объяснили ученые, низкий коэффициент отражения нового материала объясняется наложением гиперболических оптических свойств изначального материала с непредсказуемыми свойствами дефектов, которые во много увеличили “глубину” гиперболического закона.

Исследователи полагают, что новый метаматериал послужит прототипом для создания новых материалов, которые будут эффективно поглощать все виды излучения электромагнитного диапазона. Поскольку поглощение света играет ключевую роль в эффективности солнечных батарей и других технологиях, исследователи планируют проводить дальнейшие работы, ориентируясь на направление солнечной энергетики.

Комментарии:

Экология потребления. Будь то крыша вашего автомобиля или крыши домов, но есть некоторые вещи, которые не желательно нагревать на солнце. Они не только становятся неприятными на ощупь, но и преждевременно теряют свои рабочие качества.

Будь то крыша вашего автомобиля или крыши домов, но есть некоторые вещи, которые не желательно нагревать на солнце. Они не только становятся неприятными на ощупь, но и преждевременно теряют свои рабочие качества.

Пока одним из решений данной проблемы является покраска поверхностей в белый цвет, ученый из Университета Джонса Хопкинса разработал другой способ – отражающую краску на основе стекла.

Доктор Джейсон Бенкоски (Jason Benkoski) изготавливает свою краску из дешевого и доступного материала - силиката калия, сырого ингредиента стекла, который растворяется в воде. Он модифицирует его таким образом, чтобы материал возможно было распылить на поверхность и высушить, тем самым, он становится водонепроницаемым. Ученый также добавляет пигмент, чтобы придать цвет и повысить отражающие свойства.

Краска почти полностью неорганическая, что должно сделать ее гораздо более прочной, чем традиционные органические полимерные краски, которые теряют свои качества под воздействием солнечного света. Кроме того, она не выделяет столько летучих органических соединений, наносящих вред окружающей среде, которыми богаты традиционные краски.

Также вместо того, чтобы покрыться трещинами, эта краска обладает возможностью расширяться и сжиматься вместе с металлическими поверхностями, на которые она была нанесена.

Краску смешивают с белым пигментом, для отражения солнечного света, чтобы ее можно было применять на любой поверхности для поддержания постоянной температуры. Это не только поможет сохранить температуру здания, но и уменьшит спрос на кондиционеры, также продлит срок службы любой металлической поверхности, так как уменьшает негативное воздействие тепла на металлоконструкции.

Ученый говорит, что несмотря на то, что краска твердеет, она продолжает сохранять

Хотя Бенкоски разрабатывал свою краску в основном для использования на военных коряблях, он предусматривает ее использование на таких вещах, как оборудование детской площадки, трибуны, или крыши. Полевые испытания планируется начать в течение двух лет. опубликовано

Создано 18.06.2011 09:03 Автор: NataKon Приходило ли вам когда-нибудь в голову, что неисчерпаемый, как само солнце, источник энергии можно будет хранить в баллончике и при необходимости наносить на любую мало-мальски подходящую поверхность? Меж тем так называемые «напыляемые» солнечные элементы уже существуют и продолжают активно совершенствоваться! Инженер-химик Брайан Коргел из Техасского Университета в Остине (США) уверен, что «солнечные панели скоро можно будет рисовать на стенах и крышах зданий красками из наночастиц». По его словам, процесс использования новой нано-краски сможет вскоре заменить стандартный (относительно дорогой) высокотемпературный метод изготовления солнечных панелей.

Напыляемые солнечные элементы – “почти газетная” печать от специалистов Техасского Университета

«На данный момент наша исследовательская группа занимается изготовлением нанокристаллов. Мы берем элементы группы "CIGS " – медь, индий, галлий, селенид – и формируем из этих неорганических [светопоглощающих] материалов мелкие частицы, которые затем помещаются в растворитель, создавая таким образом чернила или краску», - поясняет Коргел. Эта солнечная «краска» выполняет те же функции, что и громоздкие фотогальванические солнечные коллекторы на крышах зданий и на «солнечных фермах» по всему миру. Крошечные коллекторы Коргел называет «солнечными бутербродами», верхняя и нижняя части которых представлены металлическими контактами, а середина – светопоглощающим слоем.

"Солнечная краска" может распыляться на пластиковые, стеклянные и тканевые поверхности, превращая их в солнечные элементы. Процесс этот чем-то напоминает газетную печать. Подложка может быть слегка гибкой (к примеру, представлять собой ровный лист пластика, металлической фольги или даже лист бумаги). Толщина слоя используемых в краске CIGS наночастиц, к слову, в 10000 раз меньше человеческого волоса.

Отдельные элементы могут собираться в солнечные панели (согласно NREL - по 40 элементов на одну панель), обеспечивая электричеством жилые дома и промышленные предприятия. Единственное «но» заключается в том, что для рентабельности промышленного изготовления «краски» эффективность преобразования солнечного света должна составить 10%. Пока что это значение не превышает 3%, но исследователи надеются, что им удастся повысить его до необходимого уровня.

Напыляемые солнечные элементы – «зеленое» электричество для микроскопических устройств

Исследователи Университета Южной Флориды разработали столь крошечные солнечные элементы, что их можно просто распылять на стены, крыши и любые другие освещаемые солнцем поверхности. Эти элементы способны питать только очень мелкие устройства, так как их размеры не превышают 1мм в длину. Органические полимеры, используемые вместо кремния, позволили д-ру Цзян Сяомэй создать легкорастворимые фотоэлементы, которые могут наноситься на любой приспособленный для этого материал. Комплекс из 20 таких элементов производит электроэнергию напряжением 8 вольт, которую исследователи использовали для работы датчиков из нанотрубок, предназначенных для обнаружения опасных химикатов.

Кроме того, американская компания New Energy Technologies недавно представила протестированную Университетом Южной Флориды разработку «Солнечных окон» (“SolarWindow”). Эта напыленная на стеклянную поверхность солнечная панель, по утверждению разработчиков, способна производить электроэнергию даже из искусственного света внутри помещений. Для ее создания использовались все те же крошечные солнечные элементы , разработанные Цзян Сяомэй.

Завод по производству напыляемых солнечных элементов в Австралии

Исследователи Австралийского национального университета совместно с представителями компаний Spark Solar Australia и Braggone Oy работают над трехлетним проектом по разработке дешевых и высокоэффективных напыляемых солнечных панелей. Традиционно фотоэлементы изготавливаются из кремния, покрытого тонким противоотражающим слоем нитрата кремния. Дороговизна их производства объясняется, в частности, необходимостью проведения процесса в условиях вакуума. Новый метод использует напыляемую водородную пленку и напыляемую же противоотражающую пленку (вакуум при этом не нужен). Солнечные элементы проходят через конвейер, где и происходит напыление пленок. Этот упрощенный метод позволит средних размеров заводу сэкономить на капитальном оборудовании до $ 5 млн., т.е. выпускаемые солнечные панели окажутся в итоге намного более дешевыми.

Основанный Spark Solar «солнечный» завод станет самым крупным поставщиком солнечных элементов в Южном полушарии. Будущее месторасположение его все еще уточняется (рассматриваются варианты Аделаиды, Джилонга, Воллонгонга, Квенбейана, и Канберры). Первые солнечные элементы были выпущены уже в конце 2010 года, в целом же предполагаемый годичный объем производимой продукции составит более 10 миллионов фотоэлементов, при этом доходы от экспорта ожидаются на уровне 135 млн. австралийских долларов в год.

Напыляемые солнечные элементы – новые возможности для окон эко-домов

Норвежская компания EnSol AS совместно с командой ученых Лестерского университета разработала запатентованную конструкцию солнечного элемента, в которой используются металлические частицы диаметром около 10 нанометров. Это свое изобретение ученые планируют использовать для превращения в солнечные электрогенераторы самолетов и зданий (в том числе окон). Наносить «краску» из новых тонкопленочных фотоэлементов можно будет на любую плоскую поверхность.

Предлагаемая технология была опробована, но все еще дорабатывается. Прежде чем выпустить ее на рынок в к 2016 году, разработчики надеются повысить эффективность изобретения до 20%. Так или иначе, покрытый тонкой прозрачной пленкой фотоэлементов материал от EnSol уже показал себя лучше, чем многие из существующих и параллельно разрабатываемых конкурентами технологий.

Итак, подводя итоги

Тот факт, что «солнечный» материал может использоваться в виде напыляемой краски, существенно расширяет возможности создания «мобильного» электричества.

Небо, затянутое тучами, работе «солнечной краске» не помеха, так как напыляемые фотоэлементы способны улавливать не только ультрафиолет, но и инфракрасное солнечное излучение.

Покрытие транспортного средства подобным материалом сможет, теоретически, обеспечить постоянную подзарядку батарей.

Еще больше электроэнергии будет вырабатываться при нанесении его на поверхность крыш и/или окон. Кроме того, подобные солнечные элементы будут лучше выдерживать непогоду, чем большинство нынешних хрупких солнечных коллекторов.

Однако

Поскольку эффективность фотоэлементов зависит от степени поглощения солнечного света, пользователям придется периодически очищать «покрашенные» солнечной «краской» стены и крыши. Работы Австралийского национального университета, касающиеся возможности использования напяемых солнечных панелей в помещении, продолжаются, завершение их запланировано на конец 2011 года.

Ткань, цвет и ультрафиолет

Фото 1 из 6

“Вторая кожа” против солнца

Всем давно известен факт, что летом синтетику и черные платьица лучше забросить подальше, а вместо этого облачиться в светлые натуральные материи, что, впрочем, полезно и для тела, и для настроения. Давайте попробуем разобраться, какие именно цвета и материалы помогают “укротить” ультрафиолет.

Цвет

Считается, что светлые тона лучше отражают тепло и ультрафиолетовое излучение, тогда как темные, отражая свет, пропускают саму вредную радиацию. И, как и темные, яркие тона плохо защищают от “вредного” солнца. От этого и отталкиваемся, составляя палитру летнего гардероба. Следуя модной нынче морской тематике в одежде, синий заменим на небесно-голубой. Летним вариантом модного коричневого может стать элегантный бежевый, а от красного и ярко-розового лучше отказаться в пользу нежных оттенков коралла и чайной розы. Кстати, согласно исследованиям, именно бледно-розовый цвет держит пальму первенства по своим светоотражающим качествам, разделив ее разве что с чистым белым, который летом вообще вне конкуренции по своим защитным свойствам.

Ткань

Что же касается состава ткани, то тут летом, безусловно, нужно отдавать предпочтение натуральным материалам, которые отличаются способностью поглощать и рассеивать ультрафиолетовые излучения. Большинство синтетических материалов вообще не пропускают воздух, создавая в жару эффект бани и увеличивая угрозу солнечного ожога. А вот пресловутый полиэстер, который входит в состав многих тканей, обладает хорошей сопротивляемостью высокой температуре и одновременно способен выводить избыток влаги от тела, создавая температурный баланс. Но все эти качества предохраняют скорее от тепла, чем от ультрафиолетовых лучей. Если уж и выбирать среди искусственных тканей, то лучше отдать предпочтение вискозе, которая из синтетических материалов считается наиболее естественной.

Безусловно, на открытом солнце лучше одеваться в хлопчатобумажную одежду. Натуральный хлопок, облегая тело, рассеивает солнечные лучи. А вот любимый всеми в летнюю жару тонкий шелк, будет довольно плохим защитником от солнца. Хотя его текстура довольно прочная, шелк очень чувствителен к ультрафиолетовым лучам: не защищая от солнечной радиации, сама ткань быстро теряет свои свойства и изнашивается при длительном нахождении на солнце. Идеальным же вариантом для лета станет старый добрый лен – этот материал гораздо плотнее хлопка, является очень хорошим свето- и теплоизолятором и вдобавок считается природным антисептиком!

Дополнительная защита

Увы, ни одна самая натуральная и прочная ткань не может гарантировать 100% защиту от ультрафиолета. Сегодня на помощь приходят материалы с дополнительными свойствами. Некоторые западные производители начали создавать специально обработанную так называемую солнцезащитную одежду, которая пропускает всего несколько процентов вредных лучей. Однако у различных производителей степень защиты одежды тоже отличается. Каждая из таких вещей обязательно маркирована специальным знаком, для обозначения которого используется индекс UPF (ultraviolet protection factor или фактор защиты от ультрафиолета). Чем выше этот индекс, тем лучше защита. В то время как рекомендованный уровень защиты равен 15 единицам, у обычной хлопчатобумажной футболки он равняется 5-8, а у солнцезащитной одежды колеблется от 15 до 50, то есть степень защиты в этом случае повышается в 3-5 раз. Обычно она выполнена из ткани с более плотным плетением или покрыта специальным веществом. Степень защиты можно также повысить с помощью специального состава в виде порошка Rit Sun Guard (пока не обнаруженного на отечественном рынке) – для этого достаточно просто поместить его в стиральную машинку.

Эффект солярия на пляже, или загораем под купальником

Что ж, если на душной улице мы стремимся защититься от утомительного солнца, то на пляже с досадой думаем о необходимости носить купальник, который так мешает в достижении ровного загара. Но, не спешите расстраиваться – не так давно выход все же был найден в виде совершенно нового поколения купальников, которые пропускают до 70% солнечных лучей и в то же время обеспечивают коже защиту, которая по уже известному нам индексу равняется от 4 до 8 единицам. На данный момент в производстве подобных купальников монополию держит фирма Solar.

Эффект ровного загара, которым и хороши эти чудо-купальники, достигается за счет специальной ткани с тысячами микропор, при растяжении позволяющим лучам попасть на кожу. Другими словами, эта ткань визуально напоминает сеточку. Кстати, не забудьте нанести на кожу под таким купальником солнцезащитный крем с немного меньшим солнцезащитным фактором, чем тот, который вы используете для открытых участков. Чтобы материал не просвечивался, все купальники данной серии сделаны из ткани с контрастным, обычно мелким узором, что очень даже кстати. Ведь “цветастость” одновременно является еще и модной тенденцией, пришедшей на смену однотонным материям. Такой узор создает оптический обман, приковывая внимание и не давая глазу увидеть что-либо сквозь ткань. Немаловажно: эффект сохраняется и в мокром состоянии.

Итог: наслаждайтесь летним солнцем, но делайте это либо в меру, либо в правильной одежде! Ну, а в остальном советую про меру забыть: уж отдыхать – так по полной!

Подписывайся на наш telegram и будь в курсе всех самых интересных и актуальных новостей!