Termosku vynalezl skotský fyzik a chemik Sir James Dewar na konci devatenáctého století. Od těch dob se její základní koncepce příliš nezměnila. Stále ji tvoří dvojitá nádoba, mezi jejímiž stěnami z odrazivého materiálu je vyčerpán vzduch.
Vakuum v mezeře tepelně izoluje obsah vnitřní nádoby od okolí. Láhev slouží především k uchovávání horkých tekutin, čaj nebo káva v ní vydrží teplé celé hodiny. Tak co na ní ještě zlepšovat?
Fotonické krystaly
Vakuum je sice velice dobrý tepelný izolant, ale zdaleka ne ten nejlepší. Propouští totiž tepelné záření a přenosu tepla tedy úplně nezabrání. Naštěstí existují i jiné možnosti, jak dosáhnout zvýšení tepelné izolace. Například použít fotonické krystaly. Jejich výzkumem se nedávno zabývali vědci ze Stanfordské univerzity v Kalifornii a došli k velmi zajímavým výsledkům.
|
Fotonické krystaly, jako lepší tepelný izolant, by mohly v budoucnu |
Fotonické krystaly jsou periodické nanostruktury, pomocí nichž je možné usměrňovat šíření elektromagnetického záření. V podstatě fungují podobně jako polovodiče, jen s tím rozdílem, že polovodiče omezují pohyb elektronů určitých energií, zatímco fotonické krystaly blokují fotony určitých vlnových délek.
Až o polovinu lepší účinnost
Studie ukázala, že by se dalo využít i jejich tepelných vlastností, právě třeba u budoucích termosek. Dosud se však předpokládalo jen jejich využití v počítačových a komunikačních technologiích.
Samozřejmě že vědci si nekladli za cíl vylepšit současné termosky, jejich ambice směřovaly poněkud výš, celý nápad vykrystalizoval jako jakýsi vedlejší produkt jejich základního výzkumu zaměřeného na chování fotonických krystalů.
Tým, který vedl Shanhui Fan, spíše zajímalo, zda by bylo možné fotonické krystaly použít i k odstínění většího pásma vlnových délek infračerveného záření, které, jak známo, vydávají všechna ohřátá tělesa. Dosud se totiž myslelo, že krystaly blokují tepelné vlny jen v úzkém rozsahu. Výsledky studie potvrdily, že to možné skutečně je.
Vrstva složená z fotonického materiálu má až o polovinu lepší izolační účinky než vakuum. To by tedy znamenalo, že kdybychom u termosek místo vakua použili jako izolaci fotonické krystaly, nápoje by se v ní udržely teplé mnohem déle, než u klasické termoláhve. Teď jde jen o to, co nejrychleji uvést nápad do praxe.
Vědci očekávají, že nový objev by umožnil nejen vývoj lepších termosek a dalších výrobků, u nichž jsou důležité jejich tepelně izolační vlastnosti, ale i zařízení, která by mohla měnit sluneční teplo ve využitelnou energii.
Zdroj: focus.aps.org
