Супертънко фолио в ролята на печка

Американски учени създадоха първото в света прозрачно вещество, което поглъща слънчевата светлина и я излъчва под формата на топлина, а коефициентът на неговото полезно действие (кпд) е цели 42 процента. При "родствениците" му този коефициент не надвишава 7 процента.   

Сега генерирането на топлина от слънчевата енергия в домашни условия става чрез соларни панели, монтирани върху покрива на сградата, или със слънчеви керемиди, чиято функция е аналогична на тази на панелите. Физици и инженери от университета на щата Мичиган осъществиха своя стара идея: стъклата на прозорците да излъчват топлина в помещенията, получена при преобразуване на погълнатата слънчева светлина. 

Принципно тази идея не е нова. През 2003 г. френски специалисти изобретиха химично съединение, което отделя топлина, след като е погълнало слънчева светлина при температура на околната среда плюс 84 градуса. Обаче изискването е топлината да се генерира от някакъв материал при стайна температура, не в условията на адска жега в помещенията. А и кпд на въпросния химикал е доста малък: 1,46 процента, т.е. стаята ще остане студена.

Три години и половина след французите интернационален екип взриви поредната научна бомба: синтезирахме пластмаса, поглъщаща слънчевата светлина и излъчваща топлина, нейният кпд е 3,9 процента. Но и това не е кой знае какъв технологичен пробив, защото загряването на помещението ще е едва забележимо.

И руснаци изпробваха способностите си в областта на слънчевата енергетика. Група от московския държавен университет "М.Ломоносов" създаде вещество, подобно на предишните, с кпд 4,7 процента. С други думи, количеството топлина, излъчвана от него, е с няколко десети по-голямо от това при споменатите материали.

В началото на 2009 г. двама китайски професори, занимаващи се с физика на термодинамиката, съобщиха, че са синтезирали синкаво фолио, преобразуващо слънчевата светлина в топлина, и неговият кпд е 7 процента. Добро постижение. 

И така, до края на 2016 г. още няколко научни екипа - канадски, италиански, германски и австралийски, докладваха аналогични резултати. Обаче липсваше значимият успех.

На 23 декември 2018 физиците и инженерите от университета на щата Мичиган сюрпризираха колегите си със споменатия супертънък двумерен материал, който може да се използва като печка: поглъща светлината на Слънцето и излъчва топлина. Внимание: в края на миналата година американците обявиха, че кпд на тяхното вещество е... 40 процента. Чудо на чудесата!

И оттук-оттам изригнаха съмненията. Световноизвестният спец в областта на термодинамиката проф.Самуел Натан, преподавател в университета на Мадрид, отсече: "Има някаква грешка, това е невъзможно, подобно нещо може да се "роди" най-рано след три години". На същото мнение е и канадският инженер проф.Никола Дарние. По думите му "... колегите от Мичиган са се объркали, кпд на техния материал е не повече от 10 процента, нека повторят експеримента и да тестват онова, което са създали".

Учените от Мичиган правят точно това: повтарят експеримента и подлагат материала на какви ли не тестове. Резултатът, който съобщиха наскоро, е... кпд не 40, а 42 процента. Невероятно постижение, голям научен и технологичен пробив.

За разлика от останалите подобни материали, двумерният е прозрачен, а не оцветен. Създателите му не уточняват дебелината му - по всяка вероятност тя е пренебрежимо малка. Казват само, че ако се залепи от вътрешната страна на прозорец, в слънчев ден би излъчвал достатъчно топлина, за да осигури целодневния комфорт на обитателите на помещение с кубатура около 400 куб.м. Ричард Лънт, професор по индустриална химия и ръководител на екипа, твърди, че този метод би бил много по-евтин от масово използвания сега - соларни панели, инсталирани на покрива на сгради. А колегата му Джонатан Кросби допълва: "Анализирахме функционалността на нашия двумерен материал и на покривните панели и констатирахме, че "рожбата" ни е с по-голям потенциал за генериране на топлина, а и монтирането на покривна инсталация е по-трудоемко от залепването на тъничко като паяжина фолио върху прозорец".

На първо време двумерното чудо ще се използва в жилищни сгради и офиси, а после - в автомобилите, оранжериите и др.