새로운 컬러 필름은 자동차와 건물의 온도를 크게 낮출 수 있습니다.

새로운 나노필름은 건물이나 차량 냉각에 필요한 에너지를 크게 줄일 수 있습니다.

흰색 옷이 태양을 흡수하지 않고 반사하기 때문에 다른 색상보다 시원하게 느껴지는 것처럼, 파란색이나 검정색과 같은 다른 색상도 빛을 흡수하면 따뜻해집니다. 그러나 나비 날개의 나노 구조에서 영감을 얻은 새로운 컬러 냉각 필름은 발열 효과를 상당 부분 제거하면서도 생생한 색상을 추가할 수 있습니다.

빛을 전혀 흡수하지 않는 새로운 필름은 건물, 차량, 장비 외부에 사용되어 냉각에 필요한 에너지를 줄일 수 있습니다.

중국 심천대 궈핑 왕(Guo Ping Wang) 연구팀장은 “건물에서는 냉방과 환기를 위해 많은 양의 에너지가 사용되는데, 전기차에 에어컨을 가동하면 주행거리가 절반 이상 줄어들 수 있다”고 말했다. "우리의 냉각 필름은 에너지 지속 가능성과 탄소 중립성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다."

Optica 저널에 게재된 기사에서는 필름이 주변 공기보다 약 2°C 낮은 온도로 온도를 낮추고 있다고 자세히 설명합니다. 또한 연구자들은 하루 종일 밖에 방치했을 때 파란색 버전의 필름이 기존 파란색 자동차 페인트보다 약 50°F(26℃) 더 시원하다는 사실도 발견했습니다.

필름을 건물에 사용하면 에어컨 사용을 줄여 에너지를 크게 절약할 수 있습니다.

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Wang은 “우리의 새로운 필름을 사용하면 원하는 색상, 채도 또는 밝기에 상관없이 탁월한 냉각 성능을 얻을 수 있습니다.”라고 말했습니다. “더운 날씨에도 편안하게 입을 수 있는 어떤 색상의 옷도 만들기 위해 직물에 사용할 수도 있습니다.”

파란색 페인트를 칠한 자동차는 자동차를 가열하는 빛을 흡수하기 때문에 파란색으로 보입니다. 그러나 모르포나비는 날개의 나노구조를 기반으로 채도가 높은 파란색을 발산합니다. 냉각 나노필름의 디자인은 이러한 구조를 모방하여 기존 페인트처럼 빛을 흡수하지 않는 생생한 색상을 생성합니다.

Morpho에서 영감을 받은 나노필름을 만들기 위해 연구진은 이산화티탄과 이산화알루미늄으로 만들어진 다층 재료 아래에 무질서한 재료(거친 반투명 유리)를 배치했습니다. 그런 다음 그들은 모든 빛을 반사하는 은층 위에 이 구조를 배치하여 태양 복사열의 흡수와 흡수와 관련된 가열을 방지했습니다.

필름의 색상은 다층 구조 내의 구성 요소가 빛을 반사하는 방식에 따라 결정됩니다. 예를 들어 파란색을 만들기 위해 다층 소재는 매우 좁은 범위의 각도에서 노란색 빛을 반사하도록 설계되었지만 무질서한 구조는 파란색 빛을 넓은 영역에 확산시킵니다.

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이러한 수동적 광열 관리 방식은 이전에도 구현되었으나, 넓은 시야각과 높은 채도를 유지하기 어렵기 때문에 흰색이나 투명한 물체에만 사용되어 왔습니다.

Wang은 “우리가 개발한 적층 구조 덕분에 구조를 최적화하여 높은 채도와 밝기를 달성할 수 있습니다.”라고 말했습니다.

새로운 기술을 테스트하기 위해 연구원들은 파란색, 노란색 및 무색 필름을 만들어 심천대학교 야외 지붕, 자동차, 천, 휴대폰에 배치했습니다. 온도를 측정하기 위해 열전대 센서와 적외선 카메라를 사용한 결과, 냉각 필름은 겨울에 부착된 표면보다 약 15℃(27°F) 더 시원하고 겨울에는 약 63°F(35℃) 더 시원하다는 사실을 발견했습니다. 여름.

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연구원들은 은 필름을 알루미늄 필름으로 대체하면 필름 가격이 저렴해지고 확장 가능한 제조 방법으로 제조가 가능해질 것이라고 지적합니다. 이제 필름의 냉각 및 색상 성능을 시연했으므로 연구원들은 기계적, 화학적 견고성과 같은 다른 특성을 연구하고 최적화할 계획입니다.