LE’ÉNÉE (L’Agence italienne pour les nouvelles technologies, l’énergie et le développement économique durable) en a breveté un nouveau métamatériau qui réussit refroidir un objet ou un environnement sans chauffer. C’est parce qu’il est capable de refléter rayonnement solaire et, au lieu de dissiper la chaleur Dans l’environnement environnant, il l’a envoyé directement dans l’espace. Comme? À travers un phénomène appelé refroidissement radiatifc’est-à-dire la vente d’énergie thermique par émission électromagnétique. Le métamatériau utilise un SO-appelé Fenêtre de transparence de l’atmosphèrec’est-à-dire un intervalle de fréquences électromagnétiques qui peuvent facilement traverser notre atmosphère jusqu’à ce que vous atteigniez l’espace extérieur. Le matériau fonctionne sans utiliser d’électricité et parvient à atteindre une température jusqu’à 12 ° C inférieur à la température externe. Bien qu’il n’ait pas encore été prouvé à l’extérieur, à l’avenir, il pourrait être appliqué Nouveaux tissus ou pour Isolation thermique des bâtiments.
Comment le métamatériau ENEA fonctionne qui utilise un refroidissement radiatif passif
L’innovation a comme protagoniste métamatériauc’est-à-dire un matériau produit artificiellement en manipulant la structure des matériaux déjà existants afin d’obtenir certains propriété non existante de nature. Dans ce cas spécifique, certains composés métalliques ont été configurés afin d’obtenir des propriétés optiques uniques, qui semblent presque contester les lois de la thermodynamique.
Le nouveau matériau utilise un phénomène appelé refroidissement radiatifun processus dans lequel un corps donne de la chaleur à l’environnement environnant (en fait, il refroidit) sous forme de rayonnement électromagnétique, généralement rayonnement infrarouge. L’exemple de refroidissement radiatif le plus courant est celui de notre planète. La nuit, en fait, sans le soleil qui réchauffe la partie de la terre non tournée vers notre étoile, cela abandonne la chaleur dans l’espace sous la forme d’un rayonnement infrarouge. De cette façon le la température diminue.
Tout comme la Terre, le nouveau matériau parvient à se refroidir sans dissiper la chaleur dans l’environnement environnant mais, plutôt, l’envoi directement dans l’espacece qui est très froid. De cette façon, le matériau parvient à refroidir l’environnement sans chauffage.
Comment le nouveau matériau fait pour refroidir les objets sans réchauffer
Le métamatériau en question a été développé pour avoir deux propriétés simultanément: un haut réflectance solaire (c’est-à-dire la capacité d’un matériau à refléter le rayonnement solaire) et un haut émissivité thermiquemais seulement dans certains intervalles de longueurs d’onde. Pour comprendre comment fonctionne le nouveau matériel, nous devons d’abord expliquer ce que le Windows de transparence de l’atmosphère.
Nous savons que toutes les longueurs d’onde du rayonnement électromagnétique du soleil ne parviennent pas à atteindre la terre et vice versa toutes celles émises dans l’espace de la terre. Les intervalles de longueur d’onde pour lesquels l’atmosphère est transparente, permet le passage du rayonnement électromagnétique, sont appelés « fenêtres atmosphériques ».
Le nouveau matériau d’ingénierie utilise le passage des rayons infrarouges Dans l’intervalle des longueurs d’onde incluses Entre 8 et 13 microns (1 micron est un millième de millimètre). Pour refroidir sans chauffage, ce métamatériau doit donc refléter tout le rayonnement solaire, sauf dans cette fenêtre de transparence de l’atmosphère spécifique. En même temps, toujours dans cet intervalle de fenêtre, il doit avoir émissivité thermique.
De cette façon, le matériel parvient à reflétez toujours la chaleur, sauf dans l’intervalle de la fenêtre de transparence de l’atmosphèreoù il ne reflète pas la chaleur mais l’émettentet peut donc l’envoyer dans l’univers. Ces propriétés fonctionnent grâce à la présence de surfaces spectrales sélectives, qui émettent ou reflètent l’infrarouge car c’est mieux.
Comment ce métamatériau italien est produit
Le matériau est produit avec un processus appelé pulvérisationc’est-à-dire un dépôt du matériau sur les surfaces adhésives. Dans les expériences réalisées, le matériau était déposé sur un substrat métalliquepuis protégé par une enveloppe transparente afin de créer une pièce dans laquelle le métamatériau a été isolé.
À nos yeux, l’objet de l’expérimentation apparaît comme une sorte de boîte rectangulaire qui semble vide, mais qui est faite avec des dalles acryliques et remplie de kryptonun gaz noble qui sert à minimiser la convention de chaleur.
Grâce à l’utilisation du logiciel, les propriétés optiques raffinées ont été simulées, ce qui a ensuite suggéré dans quel ordre de fixer les matériaux impliqués. Ce sont des composés deargentcouches de nitrure d’aluminium, oxyde d’aluminiumSilicon Nitrurize et similaires. Bref, tous les matériaux déjà existants mais cela, organisé de manière sans précédent Grâce au processus de dépôt, ils ont acquis de nouvelles propriétés dans leur nouvelle configuration.
D’après les premières évaluations de la performance, ENEA déclare que le nouveau métamatériau parvient à maintenir une température plus basse que celle environnante, obtenant un différence de températureet donc refroidir l’environnement, jusqu’à 12 ° C de moins.
Utilisations possibles du nouveau métamatériau d’Enea
Le principal avantage du nouveau matériel est qu’il s’agit d’une méthode de refroidissement passifqui n’utilise pas d’énergie pour refroidir l’environnement (contrairement au fonctionnement d’un climatiseur). L’invention, après les développements appropriés, pourrait être utilisée pour refroidir les bâtiments, mais aussi pour la nourriture et tissus ou pour les usines industrielles. Nous commençons à penser au dépôt de la couche de composés métalliques sur les murs ou sur Faciaux des bâtimentsou alternativement cela pourrait être quelque chose à intégrer avec un bobine de ventilateur.
Pendant ce temps, Enea poursuit son expérimentation; le matériau n’a pas encore été testé hors du laboratoire. D’autres expériences concernent l’exposition du matériel au lumière directe du soleil Et l’évaluation de ses performances, ainsi que son fonctionnement sans la présence de gaz noble. Le projet est loin d’être appliqué, mais il pourrait certainement avoir un impact en vue du contraste avec le réchauffement climatique.