O resfriamento radiativo é uma das poucas maneiras pelas quais um objeto no espaço pode liberar energia. Em particular, as estrelas anãs brancas já não geram energia por fusão ou contracção gravitacional e não têm vento solar. Portanto, a única forma de a sua temperatura mudar é através do arrefecimento radiativo. Isto torna a sua temperatura em função da idade muito previsível, pelo que, ao observar a temperatura, os astrónomos podem deduzir a idade da estrela.[1][2]​.

Produção noturna de gelo no início da Índia e do Irã

Na Índia, antes da invenção da tecnologia de refrigeração artificial, a produção de gelo por resfriamento noturno era comum. O aparelho consistia em uma bandeja rasa de cerâmica com uma fina camada de água, colocada ao ar livre com clara exposição ao céu noturno. O fundo e as laterais foram isolados com uma espessa camada de feno. Em uma noite clara, a água perderia calor para cima devido à radiação. Enquanto o ar estivesse parado e não muito acima do ponto de congelamento, o ganho de calor do ar circundante por convecção era baixo o suficiente para permitir que a água congelasse.[3]​ Uma técnica semelhante também foi usada no Irã.[4]​.

Arquitetura

Telhados frios combinam alta refletância solar com alta emissão infravermelha, reduzindo simultaneamente o ganho de calor do sol e aumentando a remoção de calor através da radiação. Portanto, o resfriamento radiativo oferece imenso potencial para resfriamento passivo complementar de edifícios residenciais e comerciais.[5] Superfícies de construção tradicionais, como revestimentos de pintura, tijolos e concreto, apresentam emissões elevadas de até 0,96.[6] Conseqüentemente, eles irradiam calor para o céu para resfriar passivamente os edifícios à noite. Se forem suficientemente refletivos à luz solar, esses materiais também podem atingir resfriamento radiativo durante o dia.

Os refrigeradores de radiação mais comuns encontrados em edifícios são os revestimentos de pintura branca para telhados, que têm refletâncias solares de até 0,94 e emissões térmicas de até 0,96.[7] A refletância solar das tintas surge da dispersão óptica dos pigmentos dielétricos embutidos na resina da tinta polimérica, enquanto a emissão térmica vem da própria resina polimérica. Contudo, como os pigmentos brancos típicos, tais como o dióxido de titânio e o óxido de zinco, absorvem a radiação ultravioleta, as refletâncias solares das tintas à base de tais pigmentos não excedem 0,95. Recentemente, pesquisadores desenvolveram revestimentos de polímeros porosos pintáveis, cujos poros dispersam a luz solar para fornecer uma refletância solar de 0,96 e uma emissão térmica de 0,97.[8]​ Em experimentos sob luz solar direta, os revestimentos atingem temperaturas de 6 °C e um poder de resfriamento de 96 W/m².

Outras estratégias notáveis de resfriamento radiativo incluem filmes dielétricos em espelhos metálicos,[9]​ e compósitos poliméricos ou polímeros em filmes de prata ou alumínio.[10]​ Em 2014, os pesquisadores desenvolveram uma estrutura fotônica térmica multicamadas que emite seletivamente radiação infravermelha de longo comprimento de onda para o espaço e pode atingir um resfriamento subambiente de 5 ° C sob luz solar direta. 11 °C mais frio do que as tintas brancas comerciais no sol do meio do verão.[12] Os pesquisadores também exploraram projetos com partículas dielétricas de dióxido de silício (óxido de silício (IV)) ou de carboneto de silício incorporadas em polímeros que são translúcidos em comprimentos de onda solares e emissivos no infravermelho. Em 2017, um exemplo desse projeto foi relatado com microesferas de sílica polar ressonantes incorporadas aleatoriamente em uma matriz polimérica. janela de transmissão infravermelha Quando revestido com um revestimento prateado, o material alcançou uma potência de resfriamento radiativo ao meio-dia de 93 W/m² sob luz solar direta, juntamente com uma fabricação rolo a rolo econômica e de alto desempenho.

O resfriamento radiativo é uma das poucas maneiras pelas quais um objeto no espaço pode liberar energia. Em particular, as estrelas anãs brancas já não geram energia por fusão ou contracção gravitacional e não têm vento solar. Portanto, a única forma de a sua temperatura mudar é através do arrefecimento radiativo. Isto torna a sua temperatura em função da idade muito previsível, pelo que, ao observar a temperatura, os astrónomos podem deduzir a idade da estrela.[1][2]​.

Produção noturna de gelo no início da Índia e do Irã

Na Índia, antes da invenção da tecnologia de refrigeração artificial, a produção de gelo por resfriamento noturno era comum. O aparelho consistia em uma bandeja rasa de cerâmica com uma fina camada de água, colocada ao ar livre com clara exposição ao céu noturno. O fundo e as laterais foram isolados com uma espessa camada de feno. Em uma noite clara, a água perderia calor para cima devido à radiação. Enquanto o ar estivesse parado e não muito acima do ponto de congelamento, o ganho de calor do ar circundante por convecção era baixo o suficiente para permitir que a água congelasse.[3]​ Uma técnica semelhante também foi usada no Irã.[4]​.

Arquitetura

Telhados frios combinam alta refletância solar com alta emissão infravermelha, reduzindo simultaneamente o ganho de calor do sol e aumentando a remoção de calor através da radiação. Portanto, o resfriamento radiativo oferece imenso potencial para resfriamento passivo complementar de edifícios residenciais e comerciais.[5] Superfícies de construção tradicionais, como revestimentos de pintura, tijolos e concreto, apresentam emissões elevadas de até 0,96.[6] Conseqüentemente, eles irradiam calor para o céu para resfriar passivamente os edifícios à noite. Se forem suficientemente refletivos à luz solar, esses materiais também podem atingir resfriamento radiativo durante o dia.

Os refrigeradores de radiação mais comuns encontrados em edifícios são os revestimentos de pintura branca para telhados, que têm refletâncias solares de até 0,94 e emissões térmicas de até 0,96.[7] A refletância solar das tintas surge da dispersão óptica dos pigmentos dielétricos embutidos na resina da tinta polimérica, enquanto a emissão térmica vem da própria resina polimérica. Contudo, como os pigmentos brancos típicos, tais como o dióxido de titânio e o óxido de zinco, absorvem a radiação ultravioleta, as refletâncias solares das tintas à base de tais pigmentos não excedem 0,95. Recentemente, pesquisadores desenvolveram revestimentos de polímeros porosos pintáveis, cujos poros dispersam a luz solar para fornecer uma refletância solar de 0,96 e uma emissão térmica de 0,97.[8]​ Em experimentos sob luz solar direta, os revestimentos atingem temperaturas de 6 °C e um poder de resfriamento de 96 W/m².

Outras estratégias notáveis de resfriamento radiativo incluem filmes dielétricos em espelhos metálicos,[9]​ e compósitos poliméricos ou polímeros em filmes de prata ou alumínio.[10]​ Em 2014, os pesquisadores desenvolveram uma estrutura fotônica térmica multicamadas que emite seletivamente radiação infravermelha de longo comprimento de onda para o espaço e pode atingir um resfriamento subambiente de 5 ° C sob luz solar direta. 11 °C mais frio do que as tintas brancas comerciais no sol do meio do verão.[12] Os pesquisadores também exploraram projetos com partículas dielétricas de dióxido de silício (óxido de silício (IV)) ou de carboneto de silício incorporadas em polímeros que são translúcidos em comprimentos de onda solares e emissivos no infravermelho. Em 2017, um exemplo desse projeto foi relatado com microesferas de sílica polar ressonantes incorporadas aleatoriamente em uma matriz polimérica. janela de transmissão infravermelha Quando revestido com um revestimento prateado, o material alcançou uma potência de resfriamento radiativo ao meio-dia de 93 W/m² sob luz solar direta, juntamente com uma fabricação rolo a rolo econômica e de alto desempenho.