Самая белая краска вместо кондиционера

Материалы, которыми мы покрываем фасады наших домов напрямую влияют на энергоэффективность. Например, в жаркую погоду стена, покрытая шагренью будет накапливать и дольше удерживать тепло, соответственно жильцу внутри дома может быть очень жарко и потребуется вентилятор или кондиционер.

Инженеры из Университета Пердью сообщили, что только что создали самую белую краску из когда-либо созданных, которая, по их словам, отражает 98,1% солнечного света и может создавать охлаждающие эффекты, сравнимые с обычными кондиционерами.

Автор исследования Сюлин Жуань с образцом самой белой краски из своей лаборатории
Автор исследования Сюлин Жуань с образцом самой белой краски из своей лаборатории
Университет Пердью / Джаред Пайк

Ультра-белая краска получилась от смешивания частиц сульфата бария, используемых в фотобумаге и косметике. Но учёным ещё предстоит определиться с размером частиц, так как их размер влияет на отражающую способность и адгезию (краска может отслаиваться).

Источник: Университет Пердью.

Дома из песка и спирта

Бетон — самый используемый материал для строительства в мире. Но, к сожалению, цемент, из которого он изготовлен, крайне неэкологичен. Ученые из Токийского университета создали альтернативу, не содержащую цемента, которая напрямую связывает частицы песка, используя реакцию между спиртом и катализатором.

Образец нового бесцементного бетона, полученного путем связывания песка непосредственно через спирт и катализатор.
Образец нового бесцементного бетона, полученного путем связывания песка непосредственно через спирт и катализатор.
Токийский университет

Бетон состоит из заполнителя, обычно песка и щебня, и цемента, который действует как клей, удерживая всё вместе. Портландцемент является наиболее распространенным типом, но его изготовление вредно для окружающей среды: из-за высоких температур и выделения газа из известняка на каждый килограмм цемента образуется около 1 кг углекислого газа. Учитывая, сколько материала производится каждый год, на производство цемента приходится около восьми процентов глобальных выбросов CO2.

Опыты уже были проведены, контрольные образцы получены и изучены. Сам процесс создания протекает практически без вредных выбросов. Оказалось, что у нового метода есть и другие преимущества. Исследователи говорят, что новый тип бетона может быть более долговечным. Его также можно использовать с более широким спектром заполнителей, включая песок с разным размером частиц и другие материалы.

Источник: Токийский университет.

Условная невидимость

Даже рассеянные объекты, такие как облака, отбрасывают тень. Но исследователи из Венского технического университета и Утрехтского университета нашли способ управлять световыми волнами, чтобы они проходили сквозь рассеяную среду, проецируя изображение на другую сторону.

Смоделированное изображение экспериментальной установки, где световыми волнами можно управлять так, чтобы они проецировали изображение Большой Медведицы через непрозрачную рассеивающую среду (оксид цинка), как будто барьера нет.
Смоделированное изображение экспериментальной установки, где световыми волнами можно управлять так, чтобы они проецировали изображение Большой Медведицы через непрозрачную рассеивающую среду (оксид цинка), как будто барьера нет.
Аллард Моск / Маттиас Кюмайер

Неупорядоченная среда — это, по сути, совокупность случайно расположенных частиц, таких как порошок, песок, сахар или даже облако. Когда свет попадает в группу крошечных препятствий, он сложным образом рассеивается. Но теоретически, если бы вы смогли выяснить эту картину рассеяния, можно было бы манипулировать световыми волнами так, чтобы они проходили без рассеяния.

Первый шаг — узнать своего врага, поэтому команда направила через порошок оксида цинка очень специфические световые сигналы, а затем измерила, как они попали в детектор. Используя некоторые сложные математические методы, можно определить характер рассеяния — и можно создать определенную световую волну, которая вообще не меняет свою форму.

«Как мы смогли показать, существует особый класс световых волн — так называемые световые моды, инвариантные к рассеянию», — говорит Стефан Роттер, соавтор исследования. Правильно соединив несколько инвариантных к рассеянию световых мод, они создали световую волну, закодированную с изображением — в данном случае созвездие Большой Медведицы — и спроецировали ее на детектор через оксид цинка.

Этот новый прорыв в один прекрасный день может привести к новым методам визуализации, которые позволяют безопасно видеть сквозь тело. Речь не только про «Мантию невидимости» или невидимый самолёт. Рентгеновские технологии, исследование и лечение болезней, а так же многие другие научные области смогут продвинуться дальше, благодаря этой технологии. Но до того учёным предстоит ещё много работы.

Источник: TU Wien