Promieniowanie podgrzeje bądź schłodzi materiały. To zasługa niezwykłej farby

Stosując farbę termiczną MXene zespół badawczy prowadzony przez naukowców z Drexel University stworzył powłokę wykorzystującą promieniowanie podczerwone do podwyższania bądź obniżania temperatury materiałów. 
Promieniowanie podgrzeje bądź schłodzi materiały. To zasługa niezwykłej farby

O tym, jak dokładnie udało się tego dokonać oraz jakie mogą być praktyczne korzyści ze stosowania tak nietypowej farby, czytamy w Materials Today. Według autorów publikacji powłoka MXene jest nawet 200-300 razy cieńsza od ludzkiego włosa. Pozostaje przy tym niezwykle lekka i elastyczna, dlatego można ją zastosować zarówno w wielu różnych dziedzinach. 

Czytaj też: Te materiały są jak croissanty świata technologii. Wreszcie umiemy je wytwarzać

Mówi się między innymi o zastosowaniu takiego podejścia do produkcji odzieży termicznej czy materiałów służących do ogrzewania lub chłodzenia radiacyjnego. Pasywne obniżanie bądź podwyższanie temperatury z udziałem podczerwieni powinno zapewnić znaczące zalety w porównaniu do zwyczajowo stosowanych metod, wymagających energii elektrycznej do działania.

Badania nad powłokami MXene przyniosły przełom w 2011 roku, lecz przez kolejne lata wciąż trwały eksperymenty mające na celu testowanie różnych konfiguracji. W ramach ostatnich wysiłków przetestowano 10 różnych kompozycji, których celem było ułatwienie zarządzania przepływem promieniowania podczerwonego. Naukowcy wzięli pod uwagę emisyjność poszczególnych powłok korlującą z ich zdolnością do pasywnego przechwytywania lub rozpraszania ciepła.

Promieniowanie podczerwone może być rozpraszane bądź gromadzone dzięki powłokom MXene

Skupiając się na promieniowaniu podczerwonym badacze uzyskali możliwość zarówno prowadzenia pasywnego ogrzewania, jaki chłodzenia. W pierwszym przypadku należy je gromadzić, a w drugim – rozpraszać. Jak się okazało w czasie testów, możliwe jest osiągnięcie dwóch takich zjawisk, co było zależne od składu pierwiastkowego i liczby warstw atomowych użytych do produkcji powłok.

Powłoka wykonana z węglika tytanu zapewniła materiałom ochronę przed emisją promieniowania podczerwonego, osiągając wyniki lepsze od oferowanych przez obecnie stosowane, komercyjne materiały. Stwarza to możliwość produkowania odzieży pozwalającej na utrzymywanie temperatury w skrajnie nieprzyjaznych warunkach. Naukowcy pokryli bawełnianą koszulkę roztworem farbą z węglika tytanu i użyli kamery termowizyjnej na podczerwień do monitorowania temperatury ciała noszącej ją osoby. Okazało się, że dzięki temu temperatura powierzchni ciała noszącej osoby była o nawet 10-15 stopni Celsjusza niższa niż w przypadku zwykłej odzieży. 

Czytaj też: Supermateriały przyszłości mogą być jeszcze bardziej wytrzymałe – wystarczy pewien trik

Zdolność blokowania promieniowania podczerwonego mogłaby być również wykorzystana do tworzenia kamuflażu dla ludzi i sprzętu. Mówi się nawet o potajemnym przekazywaniu informacji za pomocą kodów identyfikacyjnych o częstotliwości radiowej możliwych do zobaczenia wyłącznie z użyciem czytników podczerwieni. Naukowcy zaangażowani w projekt zapowiadają dalsze eksperymenty z udziałem kolejnych konfiguracji oraz potencjalnych dodatkowych zastosowań.