Nanostruktur von Forschern der Universität Shenzhen reflektiert sämtliche Strahlen hocheffektiv

Forscher der Universität Shenzhen (https://en.szu.edu.cn) haben eine neue Spezialfolie entwickelt, deren Aufbau dem von Schmetterlingsflügeln ähnelt. Sie erscheint farbig, obwohl sie keinerlei Pigmente enthält. Die Folie weist Infrarotstrahlen der Sonne ab, wirkt also kühlend auf die Objekte, auf denen sie klebt. Sie könnten an Fassaden, Dächern, Autos und anderswo eingesetzt werden, um die technische Kühlleistung durch Klimaanlagen zu reduzieren. Details sind in „Optica“ nachzulesen

Kühlfolie schützt Klima
„In Gebäuden werden große Mengen an Energie für die Kühlung verbraucht, und der Betrieb der Klimaanlagen in E-Autos kann die Reichweite um mehr als die Hälfte reduzieren. Unsere Kühlfolien könnten dazu beitragen, die Klimaneutralität voranzutreiben“, sagt Forschungsteamleiter Guo Ping Wang.
Laut den Forschern senken die von ihnen entwickelten Filme die Temperatur um etwa zwei Grad Celsius unter die Umgebungstemperatur. Auch war die Oberfläche der blauen Version der Folie bei Sonneneinstrahlung etwa 26 Grad kälter als bei herkömmlichem Autolack derselben Farbe.
„Mit unseren neuen Folien kann eine hervorragende Kühlleistung erzielt werden, unabhängig von der gewünschten Farbe, Sättigung oder Helligkeit. Sie könnten sogar in Textilien verwendet werden, um Kleidung, die bei heißen Temperaturen angenehm zu tragen ist, in jeder Farbe herzustellen“, so Wang.

Funktion durch Struktur
Ein Auto mit blauer Lackierung erscheint blau, weil es gelbes Licht absorbiert und blaues Licht reflektiert. Die große Menge an Licht, die absorbiert wird, erwärmt das Auto. Die Flügel des Blauen Morphofalters erscheinen blau aufgrund ihrer Nanostruktur. Das Design des kühlenden Nanofilms ahmt diese Strukturen nach, um satte Farben zu erzeugen, die kein Licht und auch keine Wärme absorbieren.

Die Farbe der Folie wird durch die Art und Weise bestimmt, wie die Komponenten innerhalb ihrer mehrschichtigen Struktur das Licht reflektieren. Um beispielsweise Blau zu erzeugen, ist das Material so konzipiert, dass es gelbes Licht in einem sehr engen Winkelbereich reflektiert, während das blaue Licht großflächig gestreut wird.

Foto: Blauer Morphofalter: Bionische Kühlfolie basiert darauf (Bild: Wanlin Wang, en.szu.edu.cn)