Исследователи Массачусетского технологического института представили устройство на основе аэрогеля, которое отражает видимый свет, при этом эффективно рассеивая тепло в виде инфракрасного излучения. Статья о разработке появилась в журнале Science Advances.

Радиационное охлаждение — это понижение температуры тела за счет выброса избытка тепла в виде излучения в окружающую среду. Такой тип охлаждения наблюдается при остывании большинства горячих объектов. Самый эффективный диапазон длин волн при таком процессе — инфракрасная область. Излучаемые предметами ИК-волны легко проходят сквозь воздух, отправляясь прямиком в космос.

Новое устройство основано на концепции, которую ученые продемонстрировали год назад. Прошлое устройство также использовало радиационное охлаждение, но для этого в нем был создан физический барьер — узкая полоска металла, которая затеняла устройство от попадания прямого солнечного света. Эта установка работала, но охлаждала предметы не так эффективно.

Новое устройство имеет мощность охлаждения примерно в два раза больше. Ученые смогли достичь этого благодаря разработке нового вида аэрогеля. Аэрогели — это легкие материалы, которые состоят в основном из воздуха и обеспечивают очень хорошую теплоизоляцию. Ученые впервые создали аэрогель из полиэтилена. Это оказался мягкий белый материал, который в 50 раз легче воды.

Когда исследователи измерили свойства нового материала, оказалось, что он блокирует более 90% попадающего на него солнечного света, тем самым защищая поверхность внизу от нагрева. Также аэрогель оказался очень прозрачен для инфракрасного света, и пропускал около 80% тепловых лучей.

В результате получается, что он может резко охладить пластину, изготовленную из такого материала, как металл или керамика, помещенную под изолирующий слой, который называют эмиттером. Эта пластина может затем охлаждать емкость, соединенную с ней, или жидкость, проходящую через катушки, соприкасающиеся с ней, чтобы обеспечить охлаждение для продуктов, воздуха или воды.

Собрав устройство из нового аэрогеля и используемого ранее теплоизлучателя, расположенного под ним, ученым удалось понизить температуру емкости под палящим солнцем на 13 °C по отношению к такой же емкости, но без охлаждающего элемента.