Исследователи разработали новый наноматериал под названием nanoPE для уличных фонарей. Этот наноматериал выполняет две ключевые функции: эффективное отведение тепла и повышение светоотдачи.
Более того, эти наноматериалы могут снизить углеродный след светодиодных уличных фонарей.
Эта технология может сократить выбросы углекислого газа. Проект был разработан Университетом науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST) и Городом науки и технологий имени короля Абдель Азиза (KACST) в Саудовской Аравии. «Светодиоды являются предпочтительными источниками света из-за их высокой эффективности и длительного срока службы. Но небольшие усовершенствования могут сделать их ещё лучше, и это может существенно повлиять на экологичность, потому что даже небольшие улучшения имеют большое значение при повсеместном использовании», — сказал профессор Цяоцян Ган, руководитель исследования из KAUST.
Наноматериал с 30-нанометровыми порами.
Светодиоды (LED) энергоэффективны по сравнению со стандартным освещением, но не защищены от нагрева. Нагрев светодиодов повреждает электронику, сокращает срок службы и расходует 75% потребляемой энергии.
Недавно разработанный наноматериал призван решить эти основные проблемы в светодиодной технологии. nanoPE обеспечивает эффективное рассеивание тепла, увеличивая при этом полезную светоотдачу. Он охлаждает светодиоды, способствуя отводу тепла с их поверхности.
Этот наноматериал состоит из полиэтилена — самого распространённого в мире пластика.
Команда учёных разработала процесс преобразования этого материала в нанопластик с уникальными оптическими свойствами. Его растянули в тонкий лист. Материал был разработан с порами размером 30 нанометров, которые примерно в 1000 раз меньше толщины человеческого волоса. Эта уникальная конструкция позволяет избирательно управлять освещением. Она пропускает инфракрасный свет (основной источник тепла) и отражает видимый свет, чтобы осветить улицу.
80% инфракрасного света ускользает.
Типичные светодиодные уличные фонари используют простой подход, направляя свет вниз для освещения намеченного участка. Эта традиционная конструкция непреднамеренно задерживает тепловое излучение, генерируемое светодиодом, внутри самого устройства. В отличие от них, инновационные уличные фонари с нанопокрытием PE используют немного другой подход.
Благодаря перевернутой ориентации эти источники света направлены вверх, в сторону от освещаемого объекта. Такая нетрадиционная конструкция позволяет тепловому излучению уходить в атмосферу, в то время как нанопокрытие отражает видимый свет вниз для желаемого освещения дорог или пешеходных дорожек. Интересно, что в результате оказалось, что материал пропускает более 80% инфракрасного света вверх, охлаждая светодиод. В то же время он отражает более 95% видимого света вниз, работая как уличный фонарь. «Наша конструкция значительно улучшает охлаждение светодиодов, сохраняя при этом высокую эффективность освещения, что делает её перспективным решением для экологичного освещения в Саудовской Аравии», — сказал Хуссам Касем, генеральный директор Института энергетических технологий будущего в KACST, в пресс-релизе Даже такое простое изменение, как модернизация уличных фонарей, может значительно улучшить экологическую ситуацию в будущем.