ทีมนักวิจัยของประเทศสเปน พัฒนาวัสดุนาโนที่สามารถลดอุณหภูมิพื้นผิววัตถุลงได้ถึง 13 องศาเซลเซียส ซึ่งอาจช่วยให้อากาศภายในบ้าน อาคาร และรถยนต์เย็นลง โดยพึ่งพาเครื่องปรับอากาศน้อยลง ลดการใช้พลังงานไฟฟ้าและการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ขณะที่กระบวนการผลิตมีต้นทุนต่ำ และสามารถใช้ร่วมกับกระบวนการผลิตของอุตสาหกรรมเดิมที่มีอยู่แล้วได้

ทีมนักวิจัยจาก สถาบันเทคโนโลยีจุลภาคและนาโน (IMN-CNM) ของสเปน พัฒนาวัสดุนาโนที่สามารถทำให้พื้นผิวที่ได้รับแสงอาทิตย์เย็นลงโดยที่ไม่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้า  

งานวิจัยนี้ เผยแพร่ในวารสาร Nanophotonics หลักการทำงานของวัสดุนาโนที่คิดค้นขึ้น ใช้หลักการของการแผ่รังสีแบบพาสซีฟ  ซึ่งเป็นเทคโนโลยีทำความเย็นโดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้าหรือพลังงาน สามารถช่วยลดอุณหภูมิของพื้นผิววัตถุหรืออาคารในเวลากลางวันที่มีแดดจ้า โดยอาศัยการสะท้อนแสงอาทิตย์และปล่อยความร้อนออกสู่อวกาศโดยตรง ซึ่งเป็นเทคนิคเดียวกับชั้นบรรยากาศของโลก ที่สามารถแผ่รังสีอินฟราเรดช่วงที่มีความยาวคลื่นระหว่าง 8–13 ไมโครเมตรออกสู่อวกาศได้โดยตรงโดยไม่กักเอาไว้

ทีมนักวิจัยเลือกใช้ โพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์ หรือ PVDF ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ที่เป็นที่มีความสามารถในการแผ่ความร้อนออกมาได้ในช่วงอินฟราเรด นักวิจัยอธิบายว่า วัสดุที่สามารถแผ่หรือปล่อยความร้อนได้ดีในช่วงคลื่นดังกล่าว สามารถสะท้อนรังสีจากดวงอาทิตย์ได้ดี จึงทำให้มันมีอุณหภูมิต่ำกว่าอากาศโดยรอบ

คริสตินา บิเซนเต นักวิจัยจาก IMN-CNM และหัวหน้าโครงการ COOLed อธิบายว่า วัสดุชนิดนี้มีคุณสมบัติหลายอย่างที่เหมาะสมรวมอยู่ด้วยกัน ทำให้เหมาะสำหรับนำมาใช้งาน ซึ่งนอกจากจะแผ่ความร้อนได้มีประสิทธิภาพแล้ว ยังทนต่อรังสีอัลตราไวโอเลต มีคุณสมบัติกันน้ำ และยังทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ดี

ในการนำมาขึ้นรูปวัสดุด้วย ทีมวิจัยแทรกพอลิเมอร์ PVDF เข้าไปในแม่แบบที่มีรูพรุนระดับนาโนที่ทำจากอะลูมิเนียมออกไซด์ที่ผ่านกระบวนการอะโนไดซ์ ทำให้เกิดโครงสร้างที่สามารถควบคุมรูปทรงภายในได้อย่างแม่นยำในระดับนาโนเมตร ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญของประสิทธิภาพการจัดการแสงของวัสดุ

ในการทดสอบการช่วยลดอุณหภูมิบนหลังคาอาคารของศูนย์วิจัยในเมืองเตรส กานโตส กรุงมาดริด ในช่วงหน้าร้อนปีนี้พบว่า ในวันที่มีอากาศร้อน แห้ง และมีแดดจัดที่สุด พื้นผิวที่เคลือบด้วยวัสดุดังกล่าว มีอุณหภูมิต่ำกว่าพื้นผิวที่ไม่ได้เคลือบถึง 12.9 องศาเซลเซียส

เทคโนโลยีนี้ อาจเป็นทางเลือกในการช่วยลดภาระด้านพลังงานจากการใช้เครื่องปรับอากาศทำความเย็นที่เพิ่มสูงขึ้น ในการรับมือกับอากาศร้อนและคลื่นความร้อนที่เกิดถี่และรุนแรงมากขึ้น

นักวิจัยย้ำว่า เทคโนโลยีนี้ยังอยู่ระหว่างการพัฒนา กระบวนการผลิตมีต้นทุนค่อนข้างต่ำและสามารถทำงานร่วมกับกระบวนการผลิตในภาคอุตสาหกรรมที่มีอยู่แล้วได้ ซึ่งคุณสมบัติดังกล่าวทำให้เทคโนโลยีนี้นำไปประยุกต์ใช้ได้หลากหลาย ตั้งแต่ผนังและหลังคาอาคาร อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ยานพาหนะ ไปจนถึงการทำความเย็นให้กับบ้าน โดยเป้าหมายคือ ลดการพึ่งพาเครื่องปรับอากาศและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกิดขึ้นจากการใช้ระบบทำความเย็นต่างๆ

ที่มา
New Spanish nanomaterial cools surfaces by up to 12.9C without electricity