|  | 17 декабря 2009 | Нанотехнологии, Космос и Авиация

Фотонные нанокристаллы – лучший теплоизолятор, чем чистый вакуум.

Астронавт в космическом скафандре


Вакуум не только является проблемой космических путешественников, но и является одним из лучших теплоизоляторов в природе, к примеру, держа горячими напитки и еду в вакуумных термосах. Тепло передается от одного тела к другому, благодаря таким явлениям, как конвекция и теплопроводность, но оба этих явления требуют наличия третьей среды или тела, служащих переносчиком тепла. С этими двумя методами переноса успешно справляется вакуумная термоизоляция, но существует еще один метод передачи тепла – радиационный, когда тепло от тела к телу передается через невидимое инфракрасное или видимое излучение, которое беспрепятственно проходит сквозь вакуумную прослойку.

Для решения проблемы создания качественной теплоизоляции ученые из Стэндфордского университета провели ряд опытов над так называемыми «фотонными кристаллами». Эти кристаллы представляют собой упорядоченные наноструктуры, которые задерживают и даже отражают только свет из узкого диапазона длин волн, включая и инфракрасный. Диапазон света и оптические свойства фотонных кристаллов зависят от размеров, вида и геометрического расположения наноструктур в материале кристалла.

Ученые сделали фотонный кристалл из 10 слоев, общей толщиной всего 100 микрон. Проведенные над кристаллом эксперименты показали, что теплопередача этого кристалла практически не зависит от его толщины. На теплопередачу влияет только длина волны излучения, которым его освещают.

Таким образом, комбинация вакуумной прослойки и слоя фотонных кристаллов, блокирующих передачу инфракрасного излучения, представляет собой практически идеальный теплоизолятор. Помимо приоритетного использования этой технологии для обеспечения термоизоляции космических скафандров астронавтов, космических аппаратов, зданий и строений на поверхности космических объектов и других планет, эта технология может быть применена и в области солнечной энергетики. Фотонные кристаллы могут служить в качестве одностороннего зеркала, которое выполняет функции ловушки и не позволяет солнечному свету отражаться от поверхности солнечных батарей, повышая, таким образом, КПД преобразования солнечной энергии в тепловую или электрическую энергию.




Ключевые слова:
Фотон, Кристалл, Нанотехнологии, Наночастицы, Вакуум, Изолятор, Тепло, Теплоизоляция, Скафандр, Астронавт, Комический, Аппарат, Корабль

Другие новости по теме:
  • Разработан новый светопоглощающий материал, эффективность которого почти ра ...
  • Создан подобный алмазу фотонный кристалл, являющийся своего рода "тюрьмой ...
  • Стэнфордские исследователи создали первые самоохлаждающиеся солнечные батар ...
  • Фотонные кристаллы - новый тип оптической памяти
  • Используя специальные кристаллы, исследователи сделали невидимой … скрепку ...

  • http://topotzyv.ru/ партнер Ларсон и Хольц.


    17 декабря 2009 12:06
    #1 Написал: MuForum

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Неужели наступит тот день, когда КПД от солнечных батарей приблизится к 100%...
        
    17 декабря 2009 19:44
    #2 Написал: admin

    Публикаций: 181
    Комментариев: 113
    MuForum не может быть принципиально
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.