Солнцезащитные очки для сельского хозяйства: Многослойная пленка отражает тепло, но пропускает свет для роста растений
Инженеры из Калифорнийского университета в Дэвисе разработали многослойную пленку, которая отражает тепло, но пропускает свет, необходимый для фотосинтеза. Эта технология может сделать тепличное земледелие более энерго- и водосберегающим. Работа опубликована в журнале Advanced Energy & Sustainability Research.
Проблема охлаждения теплиц
Теплицы позволяют увеличить урожайность фруктов и овощей, экономя землю, воду и удобрения. Однако в теплом климате (Калифорнийская Центральная долина, Средиземноморье, Ближний Восток) они могут перегреваться, что вредит культурам. Охлаждение обычно требует механической вентиляции или испарительного охлаждения, которые расходуют много энергии и воды. Использование затеняющих сеток блокирует не только тепло, но и важную фотосинтетически активную радиацию (PAR), критическую для роста растений.
Решение: селективная пленка Cool-Cover
Исследователи создали многослойную пленку (Cool-Cover) из чередующихся слоев материалов, включая оксид цинка (ZnO), фторид кальция (CaF2) и серебро (Ag). С помощью программного моделирования они оптимизировали ее свойства.
Ключевые характеристики:
- Снижает прохождение ближнего инфракрасного света (вызывающего нагрев) почти на 90%.
- Пропускает около 51% фотосинтетически активной радиации (PAR), оптимальной для фотосинтеза.
Моделирование эффективности
Используя модель стандартной теплицы, ученые предсказали работу пленки в регионах с жарким сухим летом и мягкой зимой. Результаты показывают, что покрытие может значительно сократить потребление воды и энергии в теплицах при лишь небольшом снижении урожайности.
Авторы подчеркивают важность баланса между экономией ресурсов и урожайностью, особенно в регионах с высокой солнечной радиацией и нехваткой воды, таких как Фресно.
Текущий статус
Исследователи сотрудничают с Национальной лабораторией Лоуренса в Беркли для производства опытных образцов покрытия. Подана предварительная заявка на патент.