KR20100062992A - A cooling material - Google Patents

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KR20100062992A KR1020107001254A KR20107001254A KR20100062992A KR 20100062992 A KR20100062992 A KR 20100062992A KR 1020107001254 A KR1020107001254 A KR 1020107001254A KR 20107001254 A KR20107001254 A KR 20107001254A KR 20100062992 A KR20100062992 A KR 20100062992A
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제프리 버튼 스미스
마이클 윌리엄 바넷
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유니버서티 오브 테크놀러지 시드니
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Abstract

The present disclosure provides a cooling material which comprises a first spectrally selective component that comprises particles. The particles are arranged for emission of radiation predominantly having a wavelength or wavelength range within an atmospheric window wavelength range in which the atmosphere of the earth has a reduced average absorption and emission compared with an average absorption and emission in an adjacent wavelength range. Consequently, the cooling material is arranged for emission of thermal radiation and absorption of radiation from the atmosphere within that wavelength range is reduced. The cooling material further comprises a second spectrally selective component having a property that distinguishes the second spectrally selective component from the first spectrally selective component and facilitates at least one desired function of the cooling material.

Description

냉각 재료{A COOLING MATERIAL}Cooling material {A COOLING MATERIAL}

본 발명은 전반적으로 냉각 재료(cooling material)에 관한 것이다.The present invention relates generally to cooling materials.

빌딩 내부를 냉방하거나, 음식을 냉장하거나, 물을 응축하거나, 또는 물체의 온도를 저하시키는 데에는 다양한 방법이 이용된다. 이런 방법들은 공통적으로 비교적 많은 양의 에너지를 필요로 하는데, 이러한 에너지는 통상 전기 에너지의 형태로 제공된다. 예를 들어, 비교적 더운 기후에 있는 나라에서 냉방에 필요한 전기 에너지는 종종 가용 전기 에너지를 초과하는데, 이는 전력망의 장애를 일으킬 수도 있다. 또한, 전기 에너지는 지금도 여전히 적어도 부분적으로는 비재생 에너지원, 예를 들어 석탄의 연소를 통해 생산되는데, 이는 환경에 있어 우려되는 점이고, 지구 온난화의 한 원인이 된다.Various methods are used to cool the interior of a building, to chill food, to condense water, or to reduce the temperature of objects. These methods commonly require a relatively large amount of energy, which is usually provided in the form of electrical energy. For example, in countries with relatively hot climates, the electrical energy required for cooling often exceeds the available electrical energy, which can cause grid failures. In addition, electrical energy is still still produced, at least in part, through the combustion of non-renewable energy sources, for example coal, which is a concern for the environment and contributes to global warming.

따라서 보다 적은 에너지를 사용하는 방식으로 냉각을 할 수 있다면 바람직할 것이다. 따라서 이와 관련된 기술 발전의 요구가 있다.Therefore, it would be desirable to be able to cool in a manner that uses less energy. Therefore, there is a demand for technological development in this regard.

본 발명은 일특징으로 이하의 냉각 재료를 제공한다:The present invention in one aspect provides the following cooling materials:

제1 분광 선택성 성분(a first spectrally selective component)과 제2 분광 선택성 성분을 포함하는 냉각 재료로서,A cooling material comprising a first spectrally selective component and a second spectrally selective component,

상기 제1 분광 선택성 성분은, 지구의 대기가 인접한 파장 대역에서의 평균 흡수 및 방출보다 적은 평균 흡수 및 방출을 하는 대기 창(atmospheric window) 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 주로 갖는 복사선의 방출을 위해 배치된 입자들을 포함하여, 상기 냉각 재료가 열 복사선의 방출을 위해 배치되고, 그 파장 대역 내에서 대기로부터의 복사선의 흡수가 감소하게 되고,The first spectrally selective component is for the emission of radiation mainly having a wavelength or wavelength band belonging to an atmospheric window wavelength band in which the earth's atmosphere has less average absorption and emission than in the adjacent wavelength band. Including the disposed particles, the cooling material is disposed for the emission of thermal radiation, and the absorption of radiation from the atmosphere within the wavelength band is reduced,

상기 제2 분광 선택성 성분은, 상기 제1 분광 선택성 성분과 상기 제2 분광 선택성 성분을 구별시키며, 냉각 재료에 필요한 하나 이상의 기능을 촉진하는, 특성을 갖는, 냉각 재료.And the second spectrally selective component has a property that distinguishes the first spectrally selective component from the second spectrally selective component and promotes one or more functions required for the cooling material.

본 명세서의 전반에 걸쳐, "분광 선택성 성분"이라는 표현은 파장에 좌우되는 특성을 갖는 성분에 대하여 사용된다.Throughout this specification, the expression "spectroselective selective component" is used for components having properties that depend on the wavelength.

지구의 대기가 매우 낮은 대기 창 파장 대역 내에서 매우 낮은 흡수를 갖기 때문에, 그 파장 대역 내에서는 대기로부터 제1 분광 선택성 성분의 입자로 극소량의 복사선만이 리턴되며, 방출된 복사선은 대기를 통과하여 대표적인 온도가 4 켈빈(Kelvin) 정도의 공간 내로 지향된다.Because the Earth's atmosphere has very low absorption in the very low atmospheric window wavelength band, only a very small amount of radiation is returned from the atmosphere to the particles of the first spectrally selective component, and the emitted radiation passes through the atmosphere The temperature is directed into a space of about 4 Kelvin.

제1 성분의 입자에 의해 방출된 복사선과 관련된 에너지는 적어도 부분적으로, 통상적으로는 주로 냉각 재료 또는 냉각 재료와 열적으로 접촉하고 있는 매질의 열에너지로부터 얻어지며, 이 열에너지가 냉각 재료에 의해 방출되거나 또는 냉각 재료로부터 멀리 "펌핑"된다. 그 결과, 냉각 재료 및 냉각 재료와 열적으로 접촉하고 있을 수도 있는 매질의 냉각이 전기 에너지를 필요로 하지 않고서도 저비용으로 행해질 수 있다. 또한, 야간 시간 동안 또는 태양에 의한 복사선이 방지될 때에는, 주변 온도보다 훨씬 아래의 냉각이 가능하게 된다.The energy associated with the radiation emitted by the particles of the first component is obtained at least in part, typically from the thermal energy of the cooling material or of the medium in thermal contact with the cooling material, which thermal energy is released by the cooling material or "Pumped" away from the cooling material. As a result, cooling of the cooling material and the medium that may be in thermal contact with the cooling material can be done at low cost without requiring electrical energy. In addition, during night hours or when sun radiation is prevented, cooling far below ambient temperature is possible.

파장에 좌우되는 특성의 상기 제2 분광 선택성 성분은 상기 냉각 재료의 냉각을 촉진하도록 배치된다. 제2 분광 선택성 성분은 층 또는 입자를 포함할 수 있으며, 통상적으로 분광 선택성 방식으로의 복사선의 방출, 투과, 반사, 및/또는 흡수를 위해 배치된다. 예컨대, 상기 제2 분광 선택성 성분은 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들에 의한 복사선의 방출에 관련된 프로세스와 동일한 물리적 프로세스에 의하지만, 상기 제1 분광 선택성 성분과는 다른 파장 대역 또는 중첩 파장 대역에서 복사선을 방출하도록 배치되어도 된다. 이와 달리, 상기 제2 분광 선택성 성분은 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들에 의한 복사선의 방출에 관련된 프로세스와 다른 물리적 프로세스에 의해 복사선을 방출하도록 배치되어도 된다. 상기 제2 분광 선택성 성분이 복사선을 흡수하도록 배치되어도 된다.The second spectrally selective component of wavelength dependent properties is arranged to facilitate cooling of the cooling material. The second spectrally selective component may comprise a layer or particle and is typically arranged for the emission, transmission, reflection, and / or absorption of radiation in a spectrally selective manner. For example, the second spectrally selective component is by the same physical process as the process involved in the emission of radiation by the particles of the first spectrally selective component, but in a wavelength band different from or overlapping with the first spectrally selective component. It may be arranged to emit radiation. Alternatively, the second spectrally selective component may be arranged to emit radiation by a physical process different from the process involved in the emission of radiation by the particles of the first spectrally selective component. The second spectrally selective component may be arranged to absorb radiation.

대기 창 파장 범위는 통상적으로 지구의 대기의 평균 흡수의 최소치를 포함한다. 대기는 3∼5 ㎛ 및 7.9∼13 ㎛의 파장 대역 내의 대기 창을 갖는다. 이들 파장 대역 내에서, 태양의 방출 또한 무시 가능할 정도로 작으며, 간혹 영(0)으로 간주되어, 낮 시간 동안에도 냉각 재료가 그 파장 대역 내에서 태양으로부터의 복사선을 거의 흡수하지 않는다는 추가의 이점을 갖는다.The atmospheric window wavelength range typically includes the minimum of the average absorption of the Earth's atmosphere. The atmosphere has an atmospheric window in the wavelength band of 3 to 5 mu m and 7.9 to 13 mu m. Within these wavelength bands, the emission of the sun is also negligibly small and is sometimes considered zero, giving the additional advantage that during the daytime the cooling material absorbs little radiation from the sun within that wavelength band. Have

본 발명의 실시예에서, 냉각 재료는 주변 온도보다 5°, 10°, 20°아래 또는 심지어는 그보다 낮은 온도까지의 냉각이 가능하도록 배치된다.In an embodiment of the invention, the cooling material is arranged to allow cooling to temperatures below 5 °, 10 °, 20 ° or even below ambient temperature.

냉각 재료는 또한 주변보다 낮은 온도에서 일정 비율로 열을 추출하도록 배치될 수도 있다. 냉각 재료는 주변 온도보다 5°, 10° 아래 또는 그보다 아래의 온도에서 냉각 재료 면적당 40, 60, 80 W/㎡의 냉각률이 가능하다.The cooling material may also be arranged to extract heat at a rate at lower temperatures than ambient. The cooling material is capable of cooling rates of 40, 60, 80 W / m 2 per cooling material area at temperatures below 5 °, 10 ° below or below ambient temperature.

상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들이 대기 창 파장 대역 내의 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈몬 공명(ionic surface plasmon resonance)을 생성하도록 배치될 수도 있다.Particles of the first spectrally selective component may be arranged to produce an ionic surface plasmon resonance having a wavelength or wavelength band within the atmospheric window wavelength band.

본 명세서의 전반에 걸쳐, "이온 표면 플라즈몬"이라는 표현은 "프뢸리히 공명(Frohlich resonance)"으로도 지칭되는 것과 같은 이온의 이동을 수반하는 표면 플라즈몬 여기(surface plasmon excitation)에 대해 사용된다.Throughout this specification, the expression "ion surface plasmon" is used for surface plasmon excitation involving the movement of ions, also referred to as "Frohlich resonance".

이온 표면 플라즈몬의 파장은 통상적으로는 나노 크기를 갖는 입자의 조성, 형상, 상대 배향 및 크기에 좌우된다. 입자의 조성, 형상, 크기 및/또는 상대 배향을 조절함으로써, 이온 표면 플라즈몬의 파장 대역을 조절하는 것이 가능하다.The wavelength of the ionic surface plasmon is typically dependent on the composition, shape, relative orientation and size of the nanoscale particles. By adjusting the composition, shape, size and / or relative orientation of the particles, it is possible to control the wavelength band of the ionic surface plasmon.

상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들은, 상기 이온 표면 플라즈몬의 적어도 일부, 통상적으로는 대부분 또는 전부가 1∼7 ㎛, 2∼6 ㎛, 및 3∼5 ㎛ 중 하나 이상의 파장 대역에 속하는 파장, 및/또는 5∼16 ㎛, 7∼14 ㎛, 8∼13 ㎛, 및 7.9∼13 ㎛ 중 하나 이상의 파장 대역에 속하는 파장을 갖도록 배치된다.Particles of the first spectrally selective component may comprise at least a portion, typically most or all of the ion surface plasmon, belonging to a wavelength band of at least one of 1-7 μm, 2-6 μm, and 3-5 μm, and And / or arranged to have a wavelength belonging to one or more wavelength bands of 5 to 16 µm, 7 to 14 µm, 8 to 13 µm, and 7.9 to 13 µm.

그러나, 이와 달리, 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들은, 상기 이온 표면 플라즈몬이, 부분적으로 상기 대기 창 파장 대역 외부에 있는 파장 대역에서 생성되도록 배치될 수도 있다. 또한, 대기 창 파장 대역은 3∼5 ㎛ 및 7.9∼13 ㎛의 파장 대역과 같은 복수의 대기 창 파장 대역 중의 하나이어도 된다.Alternatively, however, the particles of the first spectrally selective component may be arranged such that the ion surface plasmon is produced in a wavelength band that is partially outside the atmospheric window wavelength band. The atmospheric window wavelength band may be one of a plurality of atmospheric window wavelength bands such as 3 to 5 탆 and a wavelength band of 7.9 to 13 탆.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들은 SiC 또는 다른 적합한 재료를 포함하거나, 또는 전체적으로 이들로 구성되어도 된다.In one embodiment of the invention, the particles of the first spectrally selective component may comprise or consist entirely of SiC or other suitable material.

이와 달리, 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들이 이온 표면 플라즈몬의 생성과 관련된 메커니즘과 다른 물리적 메커니즘에 의해 복사선을 방출하도록 배치될 수도 있다. 이 경우, 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들은 예컨대 SiO, 산질화 규소(silicon oxynitride), 또는 대기 창 파장 대역 내의 파장을 갖는 복사선의 방출을 위해 배치되는 다른 적합한 재료를 포함할 수도 있다.Alternatively, particles of the first spectrally selective component may be arranged to emit radiation by physical mechanisms other than the mechanisms involved in the production of ionic surface plasmons. In this case, the particles of the first spectrally selective component may comprise, for example, SiO, silicon oxynitride, or other suitable material arranged for the emission of radiation having a wavelength within the atmospheric window wavelength band.

상기 제2 분광 선택성 성분이 입자들을 포함하여도 된다. 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들과 상기 제2 분광 선택성 성분의 입자들이 중합체 재료와 같은 또 다른 성분 내에 분산되거나, 또는 기판 상에 분포될 수도 있다. 상기 제2 분광 선택성 성분의 입자들이 예컨대 이온 표면 플라즈몬의 생성에 의해 대기 창 파장 대역에 속하는 파장을 갖는 복사선을 방출하도록 배치될 수도 있다.The second spectrally selective component may comprise particles. Particles of the first spectrally selective component and particles of the second spectrally selective component may be dispersed in another component, such as a polymeric material, or distributed on a substrate. Particles of the second spectrally selective component may be arranged to emit radiation having a wavelength belonging to the atmospheric window wavelength band, for example by the production of ion surface plasmons.

이와 달리, 상기 제2 분광 선택성 성분의 입자들이 이온 표면 플라즈몬의 생성을 위해 배치되지 않고, 다른 물리적 메카니즘에 의해 복사선을 방출하도록 배치될 수도 있다. 이 경우, 상기 제2 분광 선택성 성분의 입자들은 SiO, 산질화 규소, 또는 대기 창 파장 대역 내의 파장 또는 대기 창 파장 대역에서 벗어난 파장을 갖는 복사선의 방출을 위해 배치되는 다른 적합한 재료를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제2 분광 선택성 성분의 입자들이 전자 표면 플라즈몬(electronic surface plasmon)을 생성함으로써 복사선을 흡수하도록 배치될 수도 있다.Alternatively, the particles of the second spectrally selective component may not be arranged for the production of ionic surface plasmons, but may be arranged to emit radiation by other physical mechanisms. In this case, the particles of the second spectrally selective component may comprise SiO, silicon oxynitride, or other suitable material arranged for the emission of radiation having a wavelength outside the atmospheric window wavelength band or a wavelength outside the atmospheric window wavelength band. . The particles of the second spectrally selective component may also be arranged to absorb radiation by creating an electronic surface plasmon.

본 명세서의 전반에 걸쳐, "전자 표면 플라즈몬"이라는 표현은 전자의 집중 움직임(collective motion)을 수반하는 표면 플라즈몬 여기에 대해 사용된다.Throughout this specification, the expression "electron surface plasmon" is used for surface plasmon excitation that involves the collective motion of electrons.

상기 제2 분광 선택성 성분의 입자가 전자 표면 플라즈몬의 생성을 위해 배치되면, 그 입자는 통상적으로 원하는 파장 또는 파장 대역에서 복사선이 흡수되도록 선택되는 크기, 형상, 조성 및/또는 배향을 갖는다.When the particles of the second spectrally selective component are arranged for the production of electron surface plasmons, the particles typically have a size, shape, composition and / or orientation selected to absorb radiation at a desired wavelength or wavelength band.

상기 냉각 재료는 소정 파장 대역의 복사선에 대해 투과성이 있는 중합체 재료를 포함할 수도 있다. 상기 냉각 재료의 적어도 일부는 투명한 외관 또는 불투명한 외관을 가질 수 있다. 예컨대, 중합체 재료는 적합한 크기의 광 산란 입자의 통합에 의해 광을 확산하기 위해 배치될 수도 있다.The cooling material may comprise a polymeric material that is transparent to radiation in a predetermined wavelength band. At least a portion of the cooling material may have a transparent appearance or an opaque appearance. For example, the polymeric material may be disposed to diffuse light by incorporation of light scattering particles of suitable size.

본 발명의 제1 실시예에서, 냉각 재료는 가시 스펙트럼 대역, 근적외선 스펙트럼 대역, 및/또는 적외선 스펙트럼 대역에서 실질적으로 토명한 성분 재료를 포함하는 적어도 하나의 층 또는 막(foil)을 포함한다. 예컨대, 적어도 하나의 층 또는 막은, 제1 성분 및/또는 제2 성분의 입자가 매입되거나 또는 제1 성분 및/또는 제2 성분의 입자가 인접하여 위치되는 중합체 재료를 포함할 수도 있다. 냉각 재료는 프리 스탠딩 재료(free-standing material)이어도 되고, 창, 지붕 유리(roof glazing), 채광창 등의 일부분을 형성할 수도 있다.In a first embodiment of the invention, the cooling material comprises at least one layer or film comprising component material substantially transparent in the visible spectral band, the near infrared spectral band, and / or the infrared spectral band. For example, the at least one layer or film may comprise a polymeric material in which particles of the first component and / or the second component are embedded or in which the particles of the first component and / or the second component are located adjacent. The cooling material may be a free-standing material or may form part of a window, roof glazing, skylight, or the like.

제2 분광 선택성 성분이 층의 형태로 제공되면, 제1 분광 선택성 성분의 입자가 그 층 내에 매입되거나 또는 그 층에 인접하여 위치될 수도 있다. 또한, 제2 분광 선택성 재료의 층이 실질적으로 투명한 층에 인접하여 위치될 수도 있다.If the second spectrally selective component is provided in the form of a layer, particles of the first spectrally selective component may be embedded in or positioned adjacent to the layer. In addition, a layer of the second spectrally selective material may be located adjacent to the substantially transparent layer.

본 발명의 제2 실시예에서, 상기 냉각 재료는 대기로부터 및/또는 낮 시간 동안의 태양으로부터의 복사선과 같은 입사 복사선의 적어도 일부를 반사하도록 배치된다. 상기 냉각 재료는, 입자 아래에 위치되는 층의 형태로 제공되는 반사성 재료를 포함하고, 입사 복사선의 적어도 일부분을 반사하도록 배치될 수도 있다. 예컨대, 냉각 재료는 루프 타일 또는 시트의 일부분을 형성하는 코팅이어도 되고, 또는 다른 적합한 물체의 일부분을 형성하여도 된다. 이와 달리 또는 이에 추가하여, 상기 냉각 재료는 전술한 중합체 재료와 같은 적어도 부분적으로 투명한 재료 내에 분산된 반사성 입자들을 포함할 수도 있다. 예컨대, 제1 성분 및/또는 제2 성분의 입자들은 중합체 재료에 매입되거나 또는 인접 위치될 수도 있다.In a second embodiment of the invention, the cooling material is arranged to reflect at least a portion of incident radiation, such as radiation from the atmosphere and / or from the sun during the daytime. The cooling material comprises a reflective material provided in the form of a layer located below the particles and may be arranged to reflect at least a portion of the incident radiation. For example, the cooling material may be a coating that forms part of a roof tile or sheet, or may form part of another suitable object. Alternatively or in addition, the cooling material may comprise reflective particles dispersed in at least partially transparent material, such as the polymeric material described above. For example, particles of the first component and / or the second component may be embedded in or adjacent to the polymeric material.

상기 냉각 재료는 입사된 복사선의 대부분을 반사시키도록 될 수도 있다. 이 경우, 상기 냉각 재료는 입사된 복사선의 세기가 훨씬 감소되거나 무시 가능한 대기 창 에너지 대역 내에서 상기 냉각 재료가 통상적으로 증가된 흡수를 갖기 때문에 냉각 효율이 향상된다는 현저한 이점을 갖는다.The cooling material may be adapted to reflect most of the incident radiation. In this case, the cooling material has the significant advantage that the cooling efficiency is improved because the cooling material typically has an increased absorption within the negligible atmospheric window energy zone where the intensity of incident radiation is much reduced or negligible.

상기 냉각 재료는 대기 창 파장 대역에 속하는 파장을 갖는 입사 복사선을 반사시킬 수 있다.The cooling material may reflect incident radiation having a wavelength belonging to the atmospheric window wavelength band.

본 발명의 추가의 실시예에서, 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들은 이온 표면 플라즈몬을 생성하도록 배치되고, 상기 제2 분광 선택성 성분 또한 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들과는 다른 파장 또는 파장 대역에서 이온 표면 플라즈몬을 생성하도록 배치되는 입자들을 포함한다. 예컨대, 이것은 제1 분광 선택성 성분의 입자와는 다른 형상, 크기, 배향 또는 조성을 선택함으로써 이루어질 수 있다. 제2 분광 선택성 성분의 입자는 이용 가능한 대기 창 파장 대역의 이용이 향상되도록 제1 분광 선택성 성분의 입자가 감소된 방출을 갖는 파장 또는 파장 대역에서 복사선을 방출하도록 배치된다.In a further embodiment of the invention, the particles of the first spectrally selective component are arranged to produce ionic surface plasmons and the second spectrally selective component is also ionized at a wavelength or wavelength band different from the particles of the first spectrally selective component. And particles arranged to produce surface plasmons. For example, this can be done by selecting a shape, size, orientation or composition that is different from the particles of the first spectrally selective component. The particles of the second spectrally selective component are arranged to emit radiation at a wavelength or wavelength band where the particles of the first spectrally selective component have reduced emission so that the use of the available atmospheric window wavelength band is improved.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들은 이온 표면 플라즈몬을 생성하도록 배치되고, 상기 제2 분광 선택성 성분은 전자 표면 플라즈몬을 생성하도록 배치되는 입자들을 포함한다. 이 경우, 상기 제2 분광 선택성 성분은 근적외선(NIR) 파장에서의 복사선을 흡수하도록 배치될 수도 있다. 상기 냉각 재료는 통상적으로 입사 태양 복사선의 적어도 일부분을 차단하도록 배치되며, 이것은 태양광에 노출될 때에 냉각 재료로 달성될 수 있는 냉각을 추가로 향상시킨다. 예컨대, 제2 분광 선택성 성분의 입자들은 이 경우에는 LaB6, SbSn 산화물, 알루미늄 도핑된 ZnO, 또는 다른 적합한 재료를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 냉각 재료는, 상기 근적외선 파장 대역에서 흡수된 태양 복사선의 결과로서 존재하는 열에너지의 일부가 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들에 의해 방출된다.In another embodiment of the invention, the particles of the first spectrally selective component are arranged to produce ionic surface plasmons, and the second spectrally selective component comprises particles that are arranged to produce electron surface plasmons. In this case, the second spectrally selective component may be arranged to absorb radiation at a near infrared (NIR) wavelength. The cooling material is typically arranged to block at least a portion of incident solar radiation, which further enhances the cooling that can be achieved with the cooling material when exposed to sunlight. For example, the particles of the second spectrally selective component may in this case comprise LaB 6 , SbSn oxide, aluminum doped ZnO, or other suitable material. In this embodiment, the cooling material is a portion of the thermal energy present as a result of absorbed solar radiation in the near infrared wavelength band is emitted by the particles of the first spectrally selective component.

상기 제2 분광 선택성 성분의 입자들이 가시광선 파장 대역에 속하거나 이에 근접한 파장을 갖는 전자 표면 플라즈몬을 생성하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 냉각 재료는 통상적으로 태양으로부터 기원하는 가시광의 적어도 일부분을 차단하도록 배치되며, 이에 의해 상기 냉각 재료는 특정 컬러를 나타낼 수도 있다. 예컨대, 이 경우, 제2 분광 선택성 성분의 입자들은 Au, TiN 또는 다른 적합한 재료를 포함할 수도 있다.Particles of the second spectrally selective component may be arranged to produce an electron surface plasmon having a wavelength in or near the visible wavelength range. In this case, the cooling material is typically arranged to block at least a portion of the visible light originating from the sun, whereby the cooling material may exhibit a particular color. For example, in this case, the particles of the second spectrally selective component may comprise Au, TiN or other suitable material.

또한, 상기 냉각 재료는 대기로부터의 열 복사선 또는 가시광선의 일부를 반사하도록 배치되어 있는 층상 구조체를 포함할 수 있다. 예컨대, 층상 구조체는 금속 재료와 유전체 재료로 이루어진 박막층을 포함할 수도 있다.The cooling material may also comprise a layered structure arranged to reflect some of the heat radiation or visible light from the atmosphere. For example, the layered structure may include a thin film layer made of a metal material and a dielectric material.

제2 분광 선택성 성분의 입자들은 10∼100 ㎚, 통상적으로 50 ㎚ 정도 또는 그 미만의 범위 내의 직경을 가질 수 있다. 제2 분광 선택성 재료 또한 상이한 조성, 형상, 크기 및/또는 상대 배향을 포함할 수 있다.Particles of the second spectrally selective component may have a diameter within the range of 10-100 nm, typically on the order of 50 nm or less. The second spectrally selective material may also include different compositions, shapes, sizes and / or relative orientations.

본 발명의 실시예에서, 제1 및 제2 분광 선택성 성분은 각각 이온 플라즈몬의 생성을 위해 배치되는 입자, 전자 표면 플라즈몬의 생성을 위해 배치되는 입자, 및 표면 플라즈몬의 생성을 위해 배치되지 않은 입자(SiO 입자 등)의 조합을 포함할 수 있다.In an embodiment of the invention, the first and second spectrally selective components each comprise particles arranged for the production of ion plasmons, particles arranged for the production of electron surface plasmons, and particles not arranged for the production of surface plasmons ( Combinations of SiO particles, etc.).

전술한 실시예의 변형예에서, 냉각 재료는 대기 창 파장 대역 내의 파장을 갖는 열복사선의 방출을 위해 배치되는 입자를 반드시 포함할 필요는 없고, 이들 입자는 대기 창 파장 대역 내에 있는 파장을 갖는 열복사선의 방출을 위해 배치되는 적어도 하나의 층에 의해 대체될 수도 있다. 예컨대, 상기 적어도 하나의 층은 알갱이 구조체(granular structure) 또는 기공성 구조체를 포함할 수도 있고, 또는 적어도 하나의 층이 대기 창 파장 대역 내의 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈마 공명의 생성을 위해 배치되도록 프로파일되는 표면을 가질 수도 있다. 이와 달리, 적어도 하나의 층은 대기 창 파장 대역 내의 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈몬 공명의 발생을 위해 배치되는 다층 구조체의 일부부이 될 수도 있다.In a variation of the foregoing embodiment, the cooling material does not necessarily include particles disposed for the emission of thermal radiation having a wavelength within the atmospheric window wavelength band, and these particles do not necessarily emit radiation of thermal radiation having a wavelength within the atmospheric window wavelength band. It may be replaced by at least one layer disposed for. For example, the at least one layer may comprise a granular structure or a porous structure, or at least one layer is disposed for generation of ion surface plasma resonance having a wavelength or wavelength band within the atmospheric window wavelength band. It may have a surface that is profiled as much as possible. Alternatively, the at least one layer may be part of a multilayer structure disposed for generation of ion surface plasmon resonance having a wavelength or wavelength band within the atmospheric window wavelength band.

본 발명은 제2 특징으로 이하의 냉각 재료를 제공한다:The present invention provides the following cooling material as a second feature:

분광 선택성 성분을 포함하는 냉각 재료로서, 상기 분광 선택성 성분은, A cooling material comprising a spectrally selective component, wherein the spectrally selective component is

열에너지를 흡수하여 흡수된 열에너지의 적어도 일부를, 지구의 대기가 인접한 파장 대역에서의 평균 흡수 및 방출보다 적은 평균 흡수 및 방출을 하는 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 주로 갖는, 열 복사선의 형태로 방출하기 위한 적어도 하나의 층을 포함하여, 대기로부터의 열 복사선의 흡수를 저하시키는, 냉각 재료.A form of thermal radiation, in which at least a portion of the thermal energy absorbed by absorbing thermal energy is mainly in a wavelength or wavelength band belonging to the atmospheric window wavelength band in which the earth's atmosphere has less average absorption and emission than the average absorption and emission in adjacent wavelength bands. Cooling material comprising at least one layer for releasing to the furnace, thereby reducing the absorption of thermal radiation from the atmosphere.

상기 분광 선택성 성분은 제1 분광 선택성 성분이고, 상기 냉각 재료는, 상기 제1 분광 선택성 성분과 상기 제2 분광 선택성 성분을 구별시키며, 냉각 재료에 필요한 하나 이상의 기능을 촉진하는 특성을 갖는, 제2 분광 선택성 성분을 더 포함한다. 상기 제2 분광 선택성 성분은 상기 냉각 재료의 냉각을 촉진하도록 배치된다.The spectrally selective component is a first spectrally selective component, and the cooling material distinguishes the first spectrally selective component from the second spectrally selective component and has a property of promoting at least one function required for the cooling material; It further comprises a spectrally selective component. The second spectrally selective component is arranged to promote cooling of the cooling material.

상기 대기 창의 파장 대역은 3 내지 5 ㎛ 및/또는 7.9∼13 ㎛의 파장 대역이다.The wavelength band of the said atmospheric window is a wavelength band of 3-5 micrometers and / or 7.9-13 micrometers.

상기 적어도 하나의 층은 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈몬 공명을 발생하도록 배치된다.The at least one layer is arranged to generate ion surface plasmon resonance with a wavelength or wavelength band belonging to the atmospheric window wavelength band.

상기 적어도 하나의 층은, 상기 적어도 하나의 층이 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈몬을 생성하기 위해 배치될 수 있도록 선택된 구조적 특성을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 적어도 하나의 층은 그레인을 포함할 수도 있고, 또는 적어도 부분으로는 기공성 구조체로 될 수도 있으며, 구조적 특성이 그레인 크기 또는 기공 사이에 잔류하는 고체의 두께에 각각 관련될 수도 있다. 또한, 상기 적어도 하나의 층은 표면 거칠기를 가질 수 있으며, 상기 구조적 특성은 상기 적어도 하나의 층의 표면 특징부(surface features)의 두께 또는 폭과 관련될 수 있다. 상기 적어도 하나의 층의 그레인 크기, 기공 사이에 잔류하는 고체의 두께, 및 표면 특징부의 두께 또는 폭은 통상적으로 50㎚∼150㎚의 범위 내에 있다.The at least one layer may have a structural characteristic selected such that the at least one layer can be disposed to produce an ionic surface plasmon having a wavelength or wavelength band belonging to an atmospheric window wavelength band. For example, the at least one layer may comprise grains, or at least partly, may be a porous structure, and structural properties may be related to grain size or thickness of solids remaining between pores, respectively. In addition, the at least one layer may have a surface roughness, and the structural properties may be related to the thickness or width of the surface features of the at least one layer. The grain size of the at least one layer, the thickness of the solid remaining between the pores, and the thickness or width of the surface features are typically in the range of 50 nm to 150 nm.

상기 적어도 하나의 층은 입자들을 포함하고, 상기 구조적인 특성은 상기 입자들의 직경에 관련되며, 상기 입자들의 직경은 상기 적어도 하나의 층이 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈몬을 생성하도록 선택된다.Said at least one layer comprising particles, said structural properties being related to the diameter of said particles, said diameter of said particles being ion surface plasmons having a wavelength or wavelength band in which said at least one layer belongs to an atmospheric window wavelength band. It is chosen to generate.

상기 적어도 하나의 층은 다층 구조체의 일부이고, 상기 다층 구조체는 상기 다층 구조체가 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈몬 공명을 발생하기 위해 배치되도록 선택된 두께를 갖는다.The at least one layer is part of a multi-layered structure, the multi-layered structure having a thickness selected such that the multi-layered structure is disposed to generate ion surface plasmon resonance with a wavelength or wavelength band belonging to an atmospheric window wavelength band.

본 발명은 제3 특징으로 이하의 방법을 제공한다:The present invention provides the following method as a third feature:

열에너지를 방출하는 냉각 재료를 이용한 냉각 방법으로서,As a cooling method using a cooling material that emits thermal energy,

상기 냉각 재료는 제1 분광 선택성 성분과 제2 분광 선택성 성분을 포함하고, 상기 제2 분광 선택성 성분은, 상기 제1 분광 선택성 성분과 상기 제2 분광 선택성 성분을 구별시키는 특성을 가지며,The cooling material comprises a first spectrally selective component and a second spectrally selective component, the second spectrally selective component has a property of distinguishing the first spectrally selective component from the second spectrally selective component,

상기 냉각 방법은,The cooling method,

상기 제1 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를, 지구의 대기가 인접한 파장 대역에서의 평균 흡수 및 방출과 비교하여 낮거나 또는 무시할 수 있을 정도로 적은 평균 흡수 및 방출을 하는 대기 창 파장 대역에 속하는 파장을 갖는 복사선의 형태로 방출하고,Some of the thermal energy from the first spectrally selective component has a wavelength belonging to the atmospheric window wavelength band where the earth's atmosphere has a low or negligible average absorption and emission compared to the average absorption and emission in adjacent wavelength bands. Emit in the form of radiation,

상기 제2 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것을 포함한다.Releasing a portion of thermal energy from said second spectrally selective component.

상기 제1 분광 선택성 성분은 대기 창 파장 대역에 속하는 파장을 갖는 복사선의 형태로 열에너지의 일부를 방출하기 위해 배치되는 입자 및 적어도 하나의 층을 포함할 수도 있다. 예컨대, 상기 적어도 하나의 층은, 상기 제1 분광 선택성 성분이 열에너지의 일부분을 대기 창 파장 대역에 속하는 파장을 갖는 복사선의 형태로 방출하기 위해 배치되도록 선택되는 구조적 특성을 가질 수 있다. 이와 달리, 상기 적어도 하나의 층은 상기 제1 분광 선택성 성분이 열에너지의 일부를 대기 창 파장 대역 내의 파장을 갖는 복사선의 형태로 방출하기 위해 배치되도록 선택되는 층두께를 갖는 다층 구조체의 일부가 될 수도 있다.The first spectrally selective component may comprise at least one layer and particles arranged to emit a portion of the thermal energy in the form of radiation having a wavelength belonging to an atmospheric window wavelength band. For example, the at least one layer may have a structural property selected such that the first spectrally selective component is arranged to emit a portion of thermal energy in the form of radiation having a wavelength belonging to an atmospheric window wavelength band. Alternatively, the at least one layer may be part of a multilayer structure having a layer thickness selected such that the first spectrally selective component is arranged to emit a portion of the thermal energy in the form of radiation having a wavelength within the atmospheric window wavelength band. have.

상기 제2 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것은, 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들에 의한 복사선의 방출에 관련된 프로세스와 동일한 물리적 프로세스에 의하지만, 상기 제1 분광 선택성 성분과는 다른 파장 또는 다른 파장 대역에서 복사선을 방출하는 것을 포함한다. 이와 달리, 상기 제2 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것은, 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들에 의한 복사선의 방출에 관련된 프로세스와 다른 물리적 프로세스에 의해 복사선을 방출하는 것을 포함한다.Emitting a portion of the thermal energy from the second spectrally selective component is by the same physical process as the process involved in the emission of radiation by the particles of the first spectrally selective component, but with a different wavelength than the first spectrally selective component. Or emitting radiation in other wavelength bands. Alternatively, releasing a portion of the thermal energy from the second spectrally selective component includes emitting radiation by a physical process different from the process involved in the emission of radiation by the particles of the first spectrally selective component.

하나의 특정예에서, 상기 제1 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것은, 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈몬 공명을 발생하는 것을 포함한다. 상기 이온 표면 플라즈몬의 적어도 일부가 1∼7 ㎛, 2∼6 ㎛, 및 3∼5 ㎛ 중 하나 이상의 파장 대역에 속하는 파장, 및/또는 5∼16 ㎛, 7∼14 ㎛, 8∼13 ㎛, 및 7.9∼13 ㎛ 중 하나 이상의 파장 대역에 속하는 파장을 갖는다.In one specific example, releasing a portion of thermal energy from the first spectrally selective component comprises generating an ion surface plasmon resonance having a wavelength or wavelength band belonging to an atmospheric window wavelength band. At least a portion of the ion surface plasmon belongs to a wavelength band of at least one of 1-7 μm, 2-6 μm, and 3-5 μm, and / or 5-16 μm, 7-14 μm, 8-13 μm, And a wavelength belonging to one or more wavelength bands of 7.9 to 13 μm.

상기 제1 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것은, 부분적으로 대기 창 파장 대역 외부에 있는 파장 대역에서 이온 표면 플라즈몬을 생성하는 것을 포함한다.Emitting a portion of the thermal energy from the first spectrally selective component includes generating ion surface plasmons in a wavelength band that is partially outside the atmospheric window wavelength band.

상기 제2 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것은, 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 대역을 갖는 복사선을 방출하는 것을 포함한다. 예컨대, 상기 제2 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것은, 이온 표면 플라즈몬을 생성하여 복사선을 방출하는 것을 포함한다. 이와 달리, 상기 제2 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것은, 전자 표면 플라즈몬을 생성하여 복사선을 흡수하는 것을 포함한다.Emitting a portion of the thermal energy from the second spectrally selective component includes emitting radiation having a wavelength band belonging to the atmospheric window wavelength band. For example, releasing a portion of the thermal energy from the second spectrally selective component includes generating ion surface plasmons to emit radiation. Alternatively, releasing a portion of the thermal energy from the second spectrally selective component includes generating electron surface plasmons to absorb radiation.

상기 냉각 방법은 입사된 복사선의 적어도 일부를 반사하는 것을 포함한다. 예컨대, 상기 냉각 방법은 대기 창 파장 대역에 속하는 파장을 갖는 입사된 복사선을 반사하는 것을 포함한다.The cooling method includes reflecting at least a portion of the incident radiation. For example, the cooling method includes reflecting incident radiation having a wavelength belonging to an atmospheric window wavelength band.

상기 냉각 방법은, 이온 표면 플라즈몬의 파장 대역을 조절하기 위해 상기 제1 분광 선택성 성분의 구조적인 특성, 및 상기 제1 분광 선택성 성분의 조성 중 하나 이상을 조절하는 것을 포함한다.The cooling method includes adjusting one or more of the structural properties of the first spectrally selective component and the composition of the first spectrally selective component to adjust the wavelength band of the ionic surface plasmon.

분광 선택성 성분의 입자에 의해 방출된 복사선과 관련된 에너지가 적어도 부분적으로, 통상적으로는 주로 냉각 재료 또는 냉각 재료와 열적으로 접촉하고 있는 매질의 열에너지로부터 얻어지며, 이 열에너지가 냉각 재료에 의해 방출되거나 또는 냉각 재료로부터 멀리 "펌핑"된다. 그 결과, 냉각 재료 및 냉각 재료와 열적으로 접촉하고 있을 수도 있는 매질의 냉각이 전기 에너지를 필요로 하지 않고서도 저비용으로 행해질 수 있다. 또한, 야간 시간 동안 또는 태양에 의한 복사선이 방지될 때에는, 주변 온도보다 훨씬 아래의 냉각이 가능하게 된다.The energy associated with the radiation emitted by the particles of the spectrally selective component is obtained at least in part, typically from the thermal energy of the cooling material or of the medium in thermal contact with the cooling material, which thermal energy is emitted by the cooling material or "Pumped" away from the cooling material. As a result, cooling of the cooling material and the medium that may be in thermal contact with the cooling material can be done at low cost without requiring electrical energy. In addition, during night hours or when sun radiation is prevented, cooling far below ambient temperature is possible.

도 1은 파장을 함수로 하는 지구 대기의 투과율 스펙트럼을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각 재료를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각 재료를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각 재료를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각 재료를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각 재료를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 냉각 재료를 도시하는 도면이다.1 is a diagram showing the transmittance spectrum of the Earth's atmosphere as a function of wavelength.
2 is a diagram showing a cooling material according to the first embodiment of the present invention.
3 shows a cooling material according to a second embodiment of the invention.
4 is a view showing a cooling material according to a third embodiment of the present invention.
5 is a view showing a cooling material according to a fourth embodiment of the present invention.
6 is a view showing a cooling material according to the fifth embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing a cooling material according to the sixth embodiment of the present invention.

본 발명은 본 발명의 특성 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 더욱 완전하게 이해될 것이다. 이하의 설명은 첨부 도면을 참조하여 이루어진다.The invention will be more fully understood from the following description of specific embodiments of the invention. The following description is made with reference to the accompanying drawings.

이하에서는, 먼저 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 특정 실시예에 따른 냉각 재료 및 재료를 냉각하는 방법을 설명한다. 도 1은 실질적으로 구름이 없는 조건에서의 지구 대기의 투과율 스펙트럼(10)을 도시하고 있다. 평균 투과율은 대략 7.9 내지 13 ㎛의 대역 내에서는 인접 파장 대역에 비해 대략 1로 증가된다. 또한, 3∼5 ㎛의 파장 대역 내에서는 대기의 평균 투과율이 증가된다. 이들 파장 대역 내에서, 지구의 대기는 "창"을 갖는다. 플로트 "12"는 100℃ 온도를 갖는 흑체(black body)의 방출 스펙트럼의 근사치이며, 바인의 법칙(Wein's law)을 이용하여 계산된 것이고, 본 발명의 실시예에 따른 냉각 재료를 이용하여 냉각될 수 있는 매질에 대한 방출 스펙트럼의 예를 제공한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2, a cooling material and a method of cooling the material according to a particular embodiment of the present invention are described. 1 shows a transmission spectrum 10 of the Earth's atmosphere in a substantially cloudless condition. The average transmittance is increased to about 1 compared to the adjacent wavelength band within the band of about 7.9 to 13 mu m. In addition, the average transmittance of the atmosphere increases in the wavelength band of 3 to 5 mu m. Within these wavelength bands, the earth's atmosphere has a "window". Float “12” is an approximation of the emission spectrum of a black body with a temperature of 100 ° C., calculated using Wein's law, and cooled using a cooling material according to an embodiment of the invention. Examples of emission spectra for media that can be provided are provided.

도 2는 본 발명의 특정 실시예에 따른 냉각 재료의 2차 전자 현미경 사진을 도시하고 있다. 냉각 재료(20)는 본 예에서는 기판 상에 위치된 알루미늄층의 형태로 제공되는 반사성 금속층(22)을 포함한다. 또한, 냉각 재료(20)는 반사성 금속층(22) 상에 위치되는 SiC 입자(24)를 포함한다. SiC 입자(24)는 대략 50 ㎚의 평균 직경을 가지며, 적합한 스핀 코팅 과정을 이용하여 증착된다.2 shows a secondary electron micrograph of a cooling material in accordance with certain embodiments of the present invention. The cooling material 20 comprises in this example a reflective metal layer 22 provided in the form of an aluminum layer located on the substrate. The cooling material 20 also includes SiC particles 24 located on the reflective metal layer 22. SiC particles 24 have an average diameter of approximately 50 nm and are deposited using a suitable spin coating procedure.

SiC 입자(24)는 본 실시예에서는 나노 입자이며, 입자(24)의 표면의 대부분은 공기에 노출되어 있다. 입자(24)는 10∼13 ㎛의 파장 대역에서 공명 증가 복사선 흡수 및 방출(resonantly enhanced absorption and emission of radiation)을 나타낸다. 그 파장 대역 내에서 이온 표면 플라즈몬이 생성된다. 공명성 이온 표면 플라즈몬 방출의 파장 대역은 전술한 대기 창 파장 대역 내에 있다. 그 파장 대역에 대해, 지구 대기의 평균 흡수율은 매우 낮으며, 그 결과 이 파장 대역에서의 복사선은 대기로부터 냉각 재료(20)로 거의 전달되지 않는다.The SiC particles 24 are nanoparticles in this embodiment, and most of the surfaces of the particles 24 are exposed to air. Particles 24 exhibit resonantly enhanced absorption and emission of radiation in the wavelength band of 10-13 μm. Ionic surface plasmons are produced within the wavelength band. The wavelength band of the resonant ion surface plasmon emission is within the aforementioned atmospheric window wavelength band. For that wavelength band, the average absorption of the Earth's atmosphere is very low, so that radiation in this wavelength band is hardly transmitted from the atmosphere to the cooling material 20.

방출된 복사선과 관련된 에너지는 대부분이 입자(24)의 열에너지 및/또는 입자(24)와 열적으로 접촉하고 있는 매질로부터 얻어진다. 대기 창으로 인해, 방출된 복사선은 대부분이 대기를 투과하고, 온도가 통상적으로 4 켈빈인 공간을 향하게 된다. 그 결과, 냉각 재료(20)는 냉각 재료 또는 냉각 재료와 열접촉 상태에 있는 매질이 주변 온도 아래의 온도를 갖고 있는 경우에도 열에너지의 펌프로서 기능한다.Most of the energy associated with the emitted radiation comes from the thermal energy of the particles 24 and / or the medium in thermal contact with the particles 24. Due to the atmospheric window, the emitted radiation mostly passes through the atmosphere and is directed to a space where the temperature is typically 4 Kelvin. As a result, the cooling material 20 functions as a pump of thermal energy even when the cooling material or the medium in thermal contact with the cooling material has a temperature below the ambient temperature.

반사성 재료(22)는, 입사 복사선의 상당 부분이 냉각 재료(20)로부터 반사되어, 결과적으로 대기 창 이내에 있거나 또는 대기 창 외부에 있는 파장을 갖는 복사선의 열흡수가 감소됨으로써 냉각 효율을 증가시킨다는 추가의 이점을 갖는다.The reflective material 22 further adds that a significant portion of the incident radiation is reflected from the cooling material 20, resulting in increased cooling efficiency by reducing the heat absorption of radiation having a wavelength that is within or outside the atmospheric window. Has the advantage.

이온 표면 플라즈몬의 에너지는 입자의 조성, 입자 크기, 입자의 형상 및 입자 간의 상대 배향에 좌우된다. 입자(24)의 특성을 선택함으로써, 이온 표면 플라즈몬의 에너지를 조절하는 것이 가능하다. 예컨대, 입자(24)는 구형일 수도 있고, 타원 형상을 가질 수도 있으며, 다른 적합한 형상을 가질 수도 있다.The energy of the ionic surface plasmon depends on the composition of the particle, the particle size, the shape of the particle and the relative orientation between the particles. By selecting the properties of the particles 24, it is possible to adjust the energy of the ionic surface plasmon. For example, the particles 24 may be spherical, elliptical in shape, or may have other suitable shapes.

입자(24)는 입자가 제1 형상, 크기, 조성 또는 배향을 갖는 제1 성분과, 입자가 제2 형상, 크기, 조성 또는 배향을 갖는 제2 성분을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 성분 및 제2 성분은 제1 성분 및 제2 성분의 입자가 대기 창 내의 상이한 파장 대역에서 이온 표면 플라즈몬의 생성을 발생하도록 선택된다.Particles 24 may include a first component in which the particles have a first shape, size, composition, or orientation, and a second component in which the particles have a second shape, size, composition, or orientation. In this case, the first component and the second component are selected such that particles of the first component and the second component generate the production of ionic surface plasmons at different wavelength bands in the atmospheric window.

전술한 실시예의 변형에서는, 입자(24)는 BN 및 BeO와 같은 이온 표면 플라즈몬 공명을 나타내는 다른 적합한 재료로 구성될 수도 있다. 또한, 입자(24)는 대기 창 파장 대역 내의 파장에서 이온 플라즈몬 생성을 위해 배치된 것은 아니지만 어떠한 다른 가능한 메카니즘에 의해 그 파장 대역 내에서 복사선의 방출을 위해 배치될 수도 있는 재료로 구성되어도 된다. 예컨대, SiO, 산질화 규소 입자가 그 파장 대역 내에서 비교적 강한 방출을 나타낸다.In a variation of the foregoing embodiment, the particles 24 may be composed of other suitable materials exhibiting ionic surface plasmon resonance, such as BN and BeO. In addition, the particles 24 may be made of a material that is not arranged for ion plasmon generation at wavelengths within the atmospheric window wavelength band but may be arranged for emission of radiation within that wavelength band by any other possible mechanism. For example, SiO, silicon oxynitride particles exhibit relatively strong emission within their wavelength band.

반사성 재료(22)는 냉각 효율을 향상시킨다. 그러나, 냉각 재료는 반드시 반사성 재료를 포함할 필요는 없는 것으로 평가되고 있다. 또한, 입자(24)는 반사성 재료(22) 위에 위치되는 적합한 중합체 재료와 같은 투명 재료에 매입될(embeded) 수도 있다. 예컨대, 중합체 재료는 폴리에틸렌 또는 불소 화합 재료(fluorinated material)를 포함할 수도 있다.The reflective material 22 improves the cooling efficiency. However, it is evaluated that the cooling material does not necessarily need to include a reflective material. Particles 24 may also be embedded in a transparent material, such as a suitable polymeric material located over reflective material 22. For example, the polymeric material may comprise polyethylene or fluorinated material.

이하에서는, 도 3을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각 재료를 설명한다. 본 실시예에서, 냉각 재료(30) 또한 전술한 입자(24)를 포함한다. 그러나, 이 예에서는, 입자(24)가, 3∼28 ㎛의 대역 내의 파장 또는 3∼5 및 7.9∼13 ㎛ 중의 하나 또는 양자에서 벗어난 파장 대역을 갖는 복사선과 같은 흑체 파장 대역 내의 열복사선, 또는 흑체 복사선 대역에 더하여 태양광 스펙트럼 대역(solar spectral range)의 대부분 내의 열복사선에 대하여 대체로 투명한 중합체 재료(34)의 모체(matrix) 내에 위치된다. 예컨대, 중합체 재료(34)는 폴리에틸렌 또는 불소 화합 중합체 재료를 포함할 수도 있다.3, a cooling material according to a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the cooling material 30 also comprises the particles 24 described above. However, in this example, the particles 24 are thermal radiation in a blackbody wavelength band, such as radiation having a wavelength within a band of 3 to 28 μm or a wavelength band deviating from one or both of 3 to 5 and 7.9 to 13 μm, or In addition to the blackbody radiation band, it is located in a matrix of polymeric material 34 that is generally transparent to thermal radiation in most of the solar spectral range. For example, the polymeric material 34 may comprise polyethylene or fluorinated polymeric material.

냉각 재료(20)와는 반대로, 입사 복사선은 반사되지 않고, 대체로 냉각 재료(30)로 향하는 복사선의 열흡수를 감소시키고 또한 이에 의해 냉각 효율을 향상시키는 냉각 재료(30)에 투과된다.In contrast to the cooling material 20, incident radiation is not reflected and is transmitted through the cooling material 30, which generally reduces the heat absorption of the radiation directed to the cooling material 30 and thereby improves the cooling efficiency.

또한, 냉각 재료(30)는 입자(36)를 포함한다. 일반적으로, 입자(36)는 입자(24)의 분광 선택성 특성(spectrally selective property)을 보완하는 분광 선택성 특성을 갖는다. 이 예에서, 입자(36)는 근적외선(NIR) 파장 대역에서 전자 표면 플라즈몬의 생성을 위해 배치된다. 그 파장 대역 내에서, 입자(36)는 태양으로부터 기원하는 복사선과 같은 복사선을 흡수한다. 이것은 입사 복사선의 일부분의 투과를 방지하여 냉각을 촉진시킨다. 본 실시예에서, 냉각 재료(30)는 흡수된 태양광 복사선의 결과로서 제공되는 열에너지가 입자(24)에 의해 방출되도록 배치된다.In addition, the cooling material 30 includes particles 36. In general, particles 36 have spectral selectivity properties that complement the spectrally selective properties of particle 24. In this example, particle 36 is disposed for the generation of electron surface plasmons in the near infrared (NIR) wavelength band. Within that wavelength band, particles 36 absorb radiation, such as radiation originating from the sun. This prevents the transmission of a portion of the incident radiation to promote cooling. In this embodiment, the cooling material 30 is arranged such that thermal energy provided as a result of absorbed solar radiation is emitted by the particles 24.

예컨대, 냉각 재료(30)는 채광창 또는 창의 형태로 제공될 수도 있다. 이 경우, 냉각 재료(30)는 통상적으로 태양으로부터 기원하는 가시광선의 상당 부분이 냉각 재료(30)를 침투할 수 있도록 배치된다. 입자(24)는 대기 창 파장 대역 내에서 복사선을 방출하여 냉각의 결과를 발생하며, 입자(36)는 태양으로부터 기원하는 열복사선을 부분적으로 "차단(block)"하여 냉각을 촉진한다.For example, the cooling material 30 may be provided in the form of a skylight or a window. In this case, the cooling material 30 is typically arranged such that a significant portion of the visible light originating from the sun can penetrate the cooling material 30. Particles 24 emit radiation within the atmospheric window wavelength band, resulting in cooling, and particles 36 partially “block” thermal radiation originating from the sun to facilitate cooling.

예컨대, 입자(36)는 인듐 주석 산화물, 주석 산화물, LaB6, SbSn 산화물 또는 알루미늄 도핑된 ZnO를 포함할 것이다. 그러나, 전술한 실시예의 변형예에서, 입자(36)는 또한 어떠한 다른 적합한 파장 대역에서 전자 표면 플라즈몬의 생성을 위해 배치될 수도 있다.For example, particle 36 may comprise indium tin oxide, tin oxide, LaB 6 , SbSn oxide or aluminum doped ZnO. However, in variations of the foregoing embodiments, the particles 36 may also be arranged for the generation of electron surface plasmons in any other suitable wavelength band.

또한, 냉각 재료(30)는 대기로부터 기원하는 열복사선과 같은 열복사선의 반사를 수행하도록 선택되는 층두께를 갖는 유전체 재료 및/또는 금속 재료로 이루어진 층상 구조체를 포함할 수도 있으며, 이러한 층상 구조체는 냉각을 추가로 촉진한다.The cooling material 30 may also comprise a layered structure made of a dielectric material and / or a metallic material having a layer thickness selected to effect reflection of thermal radiation, such as thermal radiation originating from the atmosphere, which layered structure may be cooled. Further promote.

추가로, 냉각 재료(30)는, 또한, 가시 파장 대역 내의 광의 일부분이 반사되고 냉각 재료(30)에 투과되는 광이 미적 용도를 위한 이로운 응용을 갖는 특정 컬러의 것이 되도록 배치되는 층 구조 재료(layer structured material)를 포함할 수도 있다.In addition, the cooling material 30 may also be arranged so that a portion of the light in the visible wavelength band is reflected and that the light transmitted through the cooling material 30 is of a particular color having a beneficial color for aesthetic purposes ( layer structured material).

이와 달리, 입자(36)는 표면 플라즈몬의 생성을 위해 배치되지 않고, 입자(24)의 분광 선택성 특성이 보완되도록 하는 방식으로 소정의 파장 대역에서 강한 흡수를 위해 배치될 수도 있다.Alternatively, the particles 36 may not be arranged for generation of surface plasmons, but may be arranged for strong absorption in a given wavelength band in such a way that the spectral selectivity characteristics of the particles 24 are complemented.

냉각 재료(30)는 프리 스탠딩 재료(free-standing material)일 수도 있다. 이와 달리, 냉각 재료(30)는 물체에 도포되는 페인트 코팅과 같은 코팅이어도 된다.Cooling material 30 may be a free-standing material. Alternatively, the cooling material 30 may be a coating such as a paint coating applied to the object.

중합체 재료(34)는 투명한 중합체 재료이어도 되지만, 광의 산란을 위해 배치되는 반투명 또는 불투명 재료이어도 된다. 중합체 재료(34)가 투명하다면, 통합된 입자는 광의 산란을 방지하는 통상적으로 50 ㎚ 미만의 크기를 갖는다. 광의 산란이 요구되고, 중합체 재료(34)가 불투명한 외관으로 되어야 한다면, 통상적으로 광산란을 수행하기 위해 50 ㎚보다 큰 직경을 갖는 입자가 통합된다.The polymeric material 34 may be a transparent polymeric material, but may also be a translucent or opaque material disposed for scattering of light. If the polymeric material 34 is transparent, the integrated particles typically have a size of less than 50 nm to prevent scattering of light. If scattering of light is required and the polymeric material 34 is to have an opaque appearance, particles with diameters larger than 50 nm are typically incorporated to effect light scattering.

이하에서는, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각 재료(40)를 설명한다. 냉각 재료(40)는 도 3에 도시되고 설명한 냉각 재료(30)에 대응하지만, 본 실시예에서는 반사층(42) 상에 위치된다. 냉각 재료(40)는 특히 냉각 재료(40)와 열접촉 상태에 있을 수도 있는 물체 또는 매질을 냉각하기에 특히 적합하다. 본 실시예에서, 반사층(42)은 넓은 파장 대역을 갖고 예컨대 태양으로부터 기원하는 복사선을 반사하도록 배치되는 금속층이다.4, a cooling material 40 according to a third embodiment of the present invention will be described. Cooling material 40 corresponds to cooling material 30 shown and described in FIG. 3, but is located on reflective layer 42 in this embodiment. Cooling material 40 is particularly suitable for cooling an object or medium that may be in thermal contact with cooling material 40. In this embodiment, the reflecting layer 42 is a metal layer having a wide wavelength band and arranged to reflect, for example, radiation originating from the sun.

예컨대, 반사층(42)은 태양 및 대기로부터 기원하는 열복사선 및 가시 복사선의 대부분을 반사하도록 배치될 수도 있으며, 냉각 재료(40)의 냉각을 촉진한다. 반사성 재료는 예컨대 Al, Cu, Ag, Au, Ni, Cr, Mo, W 또는 스테인레스 스틸을 포함한 스틸을 포함할 수도 있다.For example, the reflective layer 42 may be arranged to reflect most of the thermal radiation and visible radiation originating from the sun and the atmosphere, and promote cooling of the cooling material 40. The reflective material may include, for example, steel, including Al, Cu, Ag, Au, Ni, Cr, Mo, W or stainless steel.

도 4에 도시된 실시예의 변형예에서, 반사성 재료는 층의 형태로 제공되지 않고, 재료(34)에 통합되는 반사성 입자의 형태로 제공될 수도 있다.In a variant of the embodiment shown in FIG. 4, the reflective material is not provided in the form of a layer, but may be provided in the form of reflective particles incorporated into the material 34.

예컨대, 냉각 재료(40)는 루프 타일 또는 시트, 또는 열교환기의 부품과 같은 어떠한 다른 적합한 물체의 일부분을 형성할 수도 있다. 반사성 재료(42)는 입자(24, 36)를 통합한 중합체 재료(34)가 도포되는 루프 시트의 금속성 부분을 포함할 수도 있다.For example, the cooling material 40 may form part of any other suitable object, such as a roof tile or sheet, or a part of a heat exchanger. The reflective material 42 may comprise a metallic portion of the roof sheet to which the polymeric material 34 incorporating the particles 24, 36 is applied.

이하에서는, 도 5를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각 재료(50)를 설명한다. 마찬가지로, 냉각 재료(50)는 본 실시예에서는 전술한 것과 동일한 타입으로 되는 중합체 모체 재료(34)에 통합되는 입자(24, 36)를 포함한다. 그러나, 본 실시예에서는, 입자(24, 36)를 갖는 중합체 재료(34)가 분광 선택 재료로 구성되는 층(52) 상에 위치된다. 예컨대, 층(52)은 냉각 재료(50)의 냉각을 촉진하는 대기 창 파장 대역 내의 파장에서 복사선을 방출하도록 배치되는 SiO를 포함할 수도 있다. 층(52)은 통상적으로 다른 파장 대역에서 대체로 투명하다. 이와 달리, 층(52)은 또 다른 적합한 분광 선택 재료를 포함할 수도 있다.Hereinafter, the cooling material 50 according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Likewise, the cooling material 50 comprises particles 24 and 36 incorporated into the polymer matrix material 34 of the same type as described above in this embodiment. However, in this embodiment, polymer material 34 having particles 24 and 36 is positioned on layer 52 composed of spectroscopically selective material. For example, layer 52 may include SiO disposed to emit radiation at a wavelength within an atmospheric window wavelength band that promotes cooling of cooling material 50. Layer 52 is typically generally transparent in other wavelength bands. Alternatively, layer 52 may comprise another suitable spectroscopically selective material.

냉각 재료(50)는 본 실시예에서는 대체로 가시광선을 투과시킬 수 있지만, 투과광의 컬러에 영향을 주는 유전체층과 같은 광의 투과에 영향을 주는 추가의 층을 포함할 수도 있다.The cooling material 50 may generally transmit visible light in this embodiment, but may also include additional layers that affect the transmission of light, such as a dielectric layer that affects the color of the transmitted light.

도 6은 도 5에 도시되고 위에서 설명한 냉각 재료(50)에 관련되는 냉각 재료(60)를 도시하고 있다. 냉각 재료(60)는 입자(24), 또 다른 입자(36), 중합체 재료(34) 및 분광 선택성 층(52)을 포함한다. 분광 선택성 층(52)은 도 4에 도시되고 위에서 설명한 층(42)과 유사한 특성 및 조성을 갖는 반사성 재료(62) 상에 위치된다.FIG. 6 illustrates a cooling material 60 shown in FIG. 5 and related to the cooling material 50 described above. Cooling material 60 includes particles 24, another particle 36, a polymeric material 34, and a spectrally selective layer 52. The spectrally selective layer 52 is located on the reflective material 62 having properties and compositions similar to the layer 42 shown in FIG. 4 and described above.

냉각 재료(40)와 유사하게, 냉각 재료(60)는 또한 물체의 냉각을 위해 이용될 수도 있으며, 루프 타일, 또는 열교환기 또는 어떠한 다른 적합한 물체의 일부분과 같은 물체의 일부분을 형성할 수도 있다.Similar to the cooling material 40, the cooling material 60 may also be used for cooling the object, and may form part of an object, such as a roof tile, or part of a heat exchanger or any other suitable object.

이하에서는, 도 7을 참조하여 본 발명의 제6 실시예에 따른 냉각 재료(70)를 설명한다. 본 실시예에서, 냉각 재료(70)는 전술한 입자(24) 또는 입자(36)의 형태로 제공될 수도 있는 입자(72)를 포함한다. 입자(72)는 중합체 모체 재료(34)에 통합된다. 입자(72)를 갖는 중합체 모체 재료(34)는 도 5 및 도 6에 대한 전술한 설명에서 언급한 층(52) 상에 위치된다. 입자(72)의 분광 선택성 특성 및 층(52)의 분광 선택성 특성은, 요구된 분광 효과를 함께 달성하도록 선택된다. 냉각 재료(70)는 또한 층(52)이 위치될 수도 있는 것으로 위에서 설명한 반사성 재료(42)와 같은 반사성 재료를 포함할 수도 있다.Hereinafter, the cooling material 70 according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the cooling material 70 comprises particles 72, which may be provided in the form of the particles 24 or particles 36 described above. Particles 72 are integrated into the polymeric parent material 34. Polymer matrix material 34 with particles 72 is located on layer 52 mentioned in the foregoing description of FIGS. 5 and 6. The spectral selectivity characteristic of the particle 72 and the spectral selectivity characteristic of the layer 52 are selected together to achieve the required spectral effect. Cooling material 70 may also include a reflective material, such as reflective material 42 described above, where layer 52 may be located.

전술한 실시예의 변형예에서, 냉각 재료는 대기 창 파장 대역 내의 파장을 갖는 열복사선의 방출을 위해 배치되는 입자를 반드시 포함할 필요가 없고, 입자가 대기 창 파장 대역 내의 파장을 갖는 열복사선의 방출을 위해 배치되는 다층 구조체와 같은 적어도 하나의 층에 의해 대체될 수도 있다. 다층 구조체의 층들은 통상적으로 사용 시에 이온 표면 플라즈몬 공명이 발생되고 이온 표면 플라즈몬 공명이 대기 창 파장 대역 내의 파장 또는 파장 대역을 갖도록 선택되는 두께 및 내부 구조 또는 표면 구조를 갖는다. 예컨대, 다층 구조체는 50∼150 ㎚ 정도의 두께를 갖는 SiO 또는 SiC 층을 포함할 수도 있다. 이와 달리, 입자는 적합한 SiC 층과 같은 알갱이 구조(granular structure)를 갖는 층의 그레인(grain)에 의해 대체될 수도 있다. 이 경우, 그레인의 평균 직경은 층이 대기 창 파장 대역 내의 파장을 갖는 열복사선의 방출을 위해 배치되도록 선택된다. 입자는 또한 기공성 층 또는 적합한 SiC 층과 같은 거친 표면을 갖는 층에 의해 대체될 수도 있다. 이 경우, 평균 기공 간격 또는 표면 프로파일은 층이 대기 창 파장 대역 내의 파장을 갖는 열복사선의 방출을 위해 배치되도록 각각 선택된다. 냉각 재료가 대기 창 파장 대역 내의 파장을 갖는 열복사선의 방출을 위해 배치된 적어도 하나의 층을 포함하면, 냉각 재료는 제2 분광 선택성 성분을 포함하여도 되고, 포함하지 않아도 된다.In a variant of the foregoing embodiment, the cooling material does not necessarily comprise particles disposed for the emission of thermal radiation having a wavelength within the atmospheric window wavelength band, and the particles do not have to be for the emission of thermal radiation having a wavelength within the atmospheric window wavelength band. It may be replaced by at least one layer, such as a multilayer structure disposed. The layers of the multilayer structure typically have a thickness and internal structure or surface structure selected such that ionic surface plasmon resonance occurs in use and the ionic surface plasmon resonance has a wavelength or wavelength band within the atmospheric window wavelength band. For example, the multilayer structure may include a SiO or SiC layer having a thickness on the order of 50-150 nm. Alternatively, the particles may be replaced by grain of a layer having a granular structure such as a suitable SiC layer. In this case, the average diameter of the grains is chosen such that the layer is arranged for the emission of thermal radiation having a wavelength within the atmospheric window wavelength band. The particles may also be replaced by a layer having a rough surface, such as a porous layer or a suitable SiC layer. In this case, the mean pore spacing or surface profile are each chosen such that the layers are arranged for emission of thermal radiation having a wavelength within the atmospheric window wavelength band. If the cooling material comprises at least one layer arranged for emission of thermal radiation having a wavelength within the atmospheric window wavelength band, the cooling material may or may not include a second spectrally selective component.

또한, 냉각 재료는 전술한 적어도 하나의 층에 추가하여 전술한 입자를 포함하여도 된다. 대기 창 파장 대역 내의 파장 대역을 갖는 열복사선의 방출을 위해 적어도 하나의 층 및 입자가 모두 배치될 수도 있다.In addition, the cooling material may comprise the aforementioned particles in addition to the at least one layer described above. At least one layer and particles may all be disposed for the emission of thermal radiation having a wavelength band within the atmospheric window wavelength band.

본 발명을 특정 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 다수의 다른 형태로 구현될 수도 있음을 당업자는 이해할 것이다. 예컨대, 전술한 실시예의 추가의 변형으로, 입자(24)와 또 하나의 입자(36), 입자(24)와 층(52), 또는 입자(36)와 층(52)이 중합체의 모체에 매입되지 않고 표면 상에 직접 위치될 수도 있다. 또한, 냉각 재료가 어떠한 적합한 물체의 일부분을 형성할 수도 있다.While the invention has been described with reference to specific examples, those skilled in the art will understand that the invention may be embodied in many other forms. For example, in a further variation of the foregoing embodiment, particles 24 and another particle 36, particles 24 and layer 52, or particles 36 and layer 52 are embedded in the matrix of the polymer. And may be located directly on the surface. In addition, the cooling material may form part of any suitable object.

24, 36 : 입자
34 : 중합체 재료
42 : 반사층
52 : 분광 선택성 층
60 : 냉각 재료24, 36: particle
34: polymer material
42: reflective layer
52: Spectral Selective Layer
60: cooling material

Claims (58)

제1 분광 선택성 성분(a first spectrally selective component)과 제2 분광 선택성 성분을 포함하는 냉각 재료로서,
상기 제1 분광 선택성 성분은, 지구의 대기가 인접한 파장 대역에서의 평균 흡수 및 방출보다 적은 평균 흡수 및 방출을 하는 대기 창(atmospheric window) 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 주로 갖는 복사선의 방출을 위해 배치된 입자들을 포함하여, 상기 냉각 재료가 열 복사선의 방출을 위해 배치되고, 그 파장 대역 내에서 대기로부터의 복사선의 흡수가 감소하게 되고,
상기 제2 분광 선택성 성분은, 상기 제1 분광 선택성 성분과 상기 제2 분광 선택성 성분을 구별시키며, 냉각 재료에 필요한 하나 이상의 기능을 촉진하는, 특성을 갖는,
냉각 재료.A cooling material comprising a first spectrally selective component and a second spectrally selective component,
The first spectrally selective component is for the emission of radiation mainly having a wavelength or wavelength band belonging to an atmospheric window wavelength band in which the earth's atmosphere has less average absorption and emission than in the adjacent wavelength band. Including the disposed particles, the cooling material is disposed for the emission of thermal radiation, and the absorption of radiation from the atmosphere within the wavelength band is reduced,
The second spectrally selective component having a property that distinguishes the first spectrally selective component from the second spectrally selective component and promotes one or more functions required for a cooling material,
Cooling material. 제1항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분은 상기 냉각 재료의 냉각을 촉진하기 위한 것인, 냉각 재료.The method of claim 1,
And the second spectrally selective component is for promoting cooling of the cooling material. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분이 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들에 의한 복사선의 방출에 관련된 프로세스와 동일한 물리적 프로세스에 의하지만, 상기 제1 분광 선택성 성분과는 다른 파장 또는 다른 파장 대역에서 복사선을 방출하도록 되어 있는,
냉각 재료.The method according to claim 1 or 2,
Although the second spectrally selective component is by the same physical process as the process involved in the emission of radiation by the particles of the first spectrally selective component, it emits radiation at a wavelength or a different wavelength band than the first spectrally selective component. Supposed to
Cooling material. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분이 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들에 의한 복사선의 방출에 관련된 프로세스와 다른 물리적 프로세스에 의해 복사선을 방출하도록 되어 있는,
냉각 재료. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the second spectrally selective component is adapted to emit radiation by a physical process different from the process involved in the emission of radiation by the particles of the first spectrally selective component.
Cooling material. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분이 복사선을 흡수하도록 되어 있는, 냉각 재료.The method according to claim 1 or 2,
And the second spectrally selective component is adapted to absorb radiation. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들이 대기 창 파장 대역 내의 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈몬 공명(ionic surface plasmon resonance)을 발생하도록 되어 있는, 냉각 재료.The method according to any one of claims 1 to 5,
And the particles of the first spectrally selective component are adapted to generate an ionic surface plasmon resonance having a wavelength or wavelength band within the atmospheric window wavelength band. 제6항에 있어서,
상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들은, 상기 이온 표면 플라즈몬의 적어도 일부가 1∼7 ㎛, 2∼6 ㎛, 및 3∼5 ㎛ 중 하나 이상의 파장 대역에 속하는 파장, 및/또는 5∼16 ㎛, 7∼14 ㎛, 8∼13 ㎛, 및 7.9∼13 ㎛ 중 하나 이상의 파장 대역에 속하는 파장을 갖도록 되어 있는, 냉각 재료.The method of claim 6,
The particles of the first spectrally selective component may have a wavelength in which at least a portion of the ion surface plasmon belongs to a wavelength band of at least one of 1-7 μm, 2-6 μm, and 3-5 μm, and / or 5-16 μm, A cooling material adapted to have a wavelength belonging to one or more wavelength bands of 7-14 micrometers, 8-13 micrometers, and 7.9-13 micrometers. 제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들은, 상기 이온 표면 플라즈몬이, 부분적으로 상기 대기 창 파장 대역 외부에 있는 파장 대역에서 생성되도록 되어 있는, 냉각 재료.The method according to claim 6 or 7,
Particles of the first spectrally selective component are such that the ion surface plasmon is adapted to be produced in a wavelength band that is partially outside the atmospheric window wavelength band. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들은 SiC를 포함하는, 냉각 재료.The method according to any one of claims 1 to 8,
And the particles of the first spectrally selective component comprise SiC. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들이 이온 표면 플라즈몬의 생성과 관련된 메커니즘과 다른 물리적 메커니즘에 의해 복사선을 방출하도록 되어 있는, 냉각 재료.The method according to any one of claims 1 to 5,
And the particles of the first spectrally selective component are adapted to emit radiation by a physical mechanism different from the mechanism associated with the production of ionic surface plasmons. 제10항에 있어서,
상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들은 SiO 또는 산질화 규소(silicon oxynitride)를 포함하는, 냉각 재료.The method of claim 10,
And the particles of the first spectrally selective component comprise SiO or silicon oxynitride. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분이 입자들을 포함하는, 냉각 재료.The method according to any one of claims 1 to 11,
And the second spectrally selective component comprises particles. 제12항에 있어서,
상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들과 상기 제2 분광 선택성 성분의 입자들이 다른 성분 내에 분산되어 있는, 냉각 재료.The method of claim 12,
And the particles of the first spectrally selective component and the particles of the second spectrally selective component are dispersed in another component. 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분의 입자들이 대기 창 파장 대역에 속하는 파장을 갖는 복사선을 방출하도록 되어 있는, 냉각 재료.The method according to claim 12 or 13,
And the particles of the second spectrally selective component are adapted to emit radiation having a wavelength belonging to an atmospheric window wavelength band. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분의 입자들이 이온 표면 플라즈몬의 생성에 의해 복사선을 방출하도록 되어 있는, 냉각 재료.The method according to any one of claims 12 to 14,
And the particles of the second spectrally selective component are adapted to emit radiation by generation of ionic surface plasmons. 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분의 입자들이 이온 표면 플라즈몬의 생성에 관한 메커니즘과 다른 물리적 메커니즘에 의해 복사선을 방출하도록 되어 있는, 냉각 재료.The method according to claim 12 or 13,
And the particles of the second spectrally selective component are adapted to emit radiation by a physical mechanism other than a mechanism relating to the production of ionic surface plasmons. 제16항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분의 입자들은 SiO 또는 산질화 규소(silicon oxynitride)를 포함하는, 냉각 재료.The method of claim 16,
And the particles of the second spectrally selective component comprise SiO or silicon oxynitride. 제16항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분의 입자들이 전자 표면 플라즈몬(electronic surface plasmon)을 생성하여 복사선을 흡수하도록 되어 있는, 냉각 재료.The method of claim 16,
And the particles of the second spectrally selective component are adapted to generate electronic surface plasmons to absorb radiation. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분이 층을 포함하는, 냉각 재료.The method according to any one of claims 1 to 11,
And the second spectrally selective component comprises a layer. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
소정 파장 대역의 복사선에 대해 투과성이 있는 중합체 재료를 포함하는, 냉각 재료.The method according to any one of claims 1 to 19,
A cooling material comprising a polymeric material that is transparent to radiation in a predetermined wavelength band. 제20항에 있어서,
상기 냉각 재료의 적어도 일부는 투명한 외관을 갖는, 냉각 재료.The method of claim 20,
At least a portion of the cooling material has a transparent appearance. 제20항에 있어서,
상기 냉각 재료는 불투명한 외관을 갖는, 냉각 재료.The method of claim 20,
The cooling material has an opaque appearance. 제19항에 있어서,
상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들은 상기 층 안에 매입되어(embeded) 있거나, 상기 층에 인접하여 위치하는, 냉각 재료.The method of claim 19,
Particles of the first spectrally selective component are embedded in the layer or located adjacent to the layer. 제1항 내지 제20항, 또는 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 재료는 입사된 복사선의 적어도 일부를 반사시킬 수 있는, 냉각 재료.The method according to any one of claims 1 to 20, or 23,
The cooling material can reflect at least a portion of the incident radiation. 제24항에 있어서,
반사층을 포함하는, 냉각 재료.The method of claim 24,
A cooling material comprising a reflective layer. 제24항에 있어서,
적어도 부분적으로 투명한 재료 내에 분산된 반사 입자들을 포함하는, 냉각 재료.The method of claim 24,
And reflective particles dispersed in at least partially transparent material. 제24항 내지 제26항 중 어느 한 한에 있어서,
상기 냉각 재료는 입사된 복사선의 대부분을 반사시키도록 되어 있는, 냉각 재료.The method according to any one of claims 24 to 26,
The cooling material is adapted to reflect most of the incident radiation. 제24항 내지 제26항에 있어서,
상기 냉각 재료는 대기 창 파장 대역에 속하는 파장을 갖는 입사 복사선을 반사시키는, 냉각 재료.The method of claim 24, wherein
The cooling material reflects incident radiation having a wavelength belonging to an atmospheric window wavelength band. 제1항에 있어서,
상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들은 이온 표면 플라즈몬을 생성하고, 상기 제2 분광 선택성 성분 또한 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들과는 다른 파장 또는 파장 대역에서 이온 표면 플라즈몬을 생성하는 입자들을 포함하는, 냉각 재료.The method of claim 1,
The particles of the first spectrally selective component produce ionic surface plasmons and the second spectrally selective component also comprise particles that produce ionic surface plasmons at a different wavelength or wavelength band than the particles of the first spectrally selective component material. 제1항에 있어서,
상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들은 이온 표면 플라즈몬을 생성하고, 상기 제2 분광 선택성 성분은 전자 표면 플라즈몬을 생성하는 입자들을 포함하는, 냉각 재료.The method of claim 1,
Wherein the particles of the first spectrally selective component produce ionic surface plasmons and the second spectrally selective component comprise particles that produce electron surface plasmons. 제30항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분은 근적외선(NIR) 파장에서의 복사선을 흡수하여 전자 표면 플라즈몬을 생성하도록 하는 입자들을 포함하는, 냉각 재료.The method of claim 30,
Wherein the second spectrally selective component comprises particles that absorb radiation at a near infrared (NIR) wavelength to produce electron surface plasmons. 제31항에 있어서,
상기 냉각 재료는, 상기 근적외선 파장 대역에서 흡수된 태양 복사선의 결과로서 존재하는 열에너지의 일부가 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들에 의해 방출되는, 냉각 재료. The method of claim 31, wherein
Wherein the cooling material is a portion of the thermal energy present as a result of absorbed solar radiation in the near infrared wavelength band is released by the particles of the first spectrally selective component. 제30항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분이 가시광선 파장 대역에 속하거나 이에 근접한 파장을 갖는 전자 표면 플라즈몬을 생성하도록 되어 있는, 냉각 재료.The method of claim 30,
And the second spectrally selective component is adapted to produce an electron surface plasmon having a wavelength belonging to or close to the visible light wavelength band. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
대기로부터의 열 복사선 또는 가시광선의 일부를 반사하도록 되어 있는 층상 구조체를 포함하는, 냉각 재료.The method according to any one of claims 1 to 33,
A cooling material comprising a layered structure adapted to reflect a portion of thermal radiation or visible light from the atmosphere. 분광 선택성 성분을 포함하는 냉각 재료로서,
상기 분광 선택성 성분은,
열에너지를 흡수하여 흡수된 열에너지의 적어도 일부를, 지구의 대기가 인접한 파장 대역에서의 평균 흡수 및 방출보다 적은 평균 흡수 및 방출을 하는 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 주로 갖는, 열 복사선의 형태로 방출하기 위한 적어도 하나의 층을 포함하여, 대기로부터의 열 복사선의 흡수를 저하시키는, 냉각 재료.As a cooling material comprising a spectrally selective component,
The spectrally selective component,
A form of thermal radiation, in which at least a portion of the thermal energy absorbed by absorbing thermal energy is mainly in a wavelength or wavelength band belonging to the atmospheric window wavelength band in which the earth's atmosphere has less average absorption and emission than the average absorption and emission in adjacent wavelength bands. Cooling material comprising at least one layer for releasing to the furnace, thereby reducing the absorption of thermal radiation from the atmosphere. 제35항에 있어서,
상기 분광 선택성 성분은 제1 분광 선택성 성분이고,
상기 냉각 재료는 상기 제1 분광 선택성 성분과 상기 제2 분광 선택성 성분을 구별시키며, 냉각 재료에 필요한 하나 이상의 기능을 촉진하는 특성을 갖는, 제2 분광 선택성 성분을 더 포함하는, 냉각 재료.36. The method of claim 35 wherein
The spectrally selective component is a first spectrally selective component,
And the cooling material further comprises a second spectrally selective component that distinguishes the first spectrally selective component from the second spectrally selective component and has properties that promote one or more functions required for the cooling material. 제35항 또는 제36항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분은 상기 냉각 재료의 냉각을 촉진하도록 하는, 냉각 재료.The method of claim 35 or 36,
The second spectrally selective component to facilitate cooling of the cooling material. 제35항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대기 창의 파장 대역은 3 내지 5 ㎛ 및/또는 7.9∼13 ㎛의 파장 대역인, 냉각 재료. The method according to any one of claims 35 to 37,
The wavelength band of the atmospheric window is a wavelength band of 3 to 5 mu m and / or 7.9 to 13 mu m. 제35항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 층은 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈몬 공명을 발생하도록 되어 있는, 냉각 재료.The method according to any one of claims 35 to 38,
And the at least one layer is adapted to generate ion surface plasmon resonance having a wavelength or wavelength band belonging to an atmospheric window wavelength band. 제35항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 층은, 상기 적어도 하나의 층이 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈몬을 생성할 수 있도록 선택된 구조적인 특성을 갖는, 냉각 재료.The method according to any one of claims 35 to 39,
Wherein said at least one layer has a structural characteristic selected such that said at least one layer can produce an ionic surface plasmon having a wavelength or wavelength band that belongs to an atmospheric window wavelength band. 제40항에 있어서,
상기 적어도 하나의 층은 입자들을 포함하고, 상기 구조적인 특성은 상기 입자들의 직경에 관련되며,
상기 입자들의 직경은 상기 적어도 하나의 층이 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈몬을 생성하도록 선택된, 냉각 재료.The method of claim 40,
The at least one layer comprises particles, the structural properties being related to the diameter of the particles,
Wherein the diameter of the particles is selected to produce an ion surface plasmon having a wavelength or wavelength band in which the at least one layer belongs to an atmospheric window wavelength band. 제40항에 있어서,
상기 적어도 하나의 층은 기공들을 포함하며, 상기 구조적인 특성은 상기 기공들 사이에 잔류하는 고체의 두께에 관련되며,
상기 기공들 사이에 잔류하는 고체의 두께는 상기 적어도 하나의 층이 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈몬을 생성하도록 선택된, 냉각 재료.The method of claim 40,
The at least one layer comprises pores, the structural properties being related to the thickness of the solid remaining between the pores,
The thickness of the solid remaining between the pores is selected to produce an ionic surface plasmon having a wavelength or wavelength band in which the at least one layer belongs to an atmospheric window wavelength band. 제40항에 있어서,
상기 적어도 하나의 층에는 표면 거칠기가 있으며, 상기 구조적인 특성은 상기 적어도 하나의 층의 표면의 표면 특징부들(surface features)의 두께 및 폭에 관련되며,
상기 표면 특징부들의 두께 및 폭은 상기 적어도 하나의 층이 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈몬을 생성하도록 선택된, 냉각 재료.The method of claim 40,
The at least one layer has a surface roughness, the structural properties being related to the thickness and width of surface features of the surface of the at least one layer,
Wherein the thickness and width of the surface features are selected to produce an ionic surface plasmon having a wavelength or wavelength band in which the at least one layer belongs to an atmospheric window wavelength band. 제40항에 있어서,
상기 적어도 하나의 층은 다층 구조체의 일부이고, 상기 다층 구조체는 상기 다층 구조체가 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈몬 공명을 발생하기 위해 배치되도록 선택된 두께를 갖는, 냉각 재료.The method of claim 40,
Said at least one layer is part of a multilayer structure, said multilayer structure having a thickness selected such that said multilayer structure is disposed to generate ion surface plasmon resonance having a wavelength or wavelength band belonging to an atmospheric window wavelength band. 열에너지를 방출하는 냉각 재료를 이용한 냉각 방법으로서,
상기 냉각 재료는 제1 분광 선택성 성분과 제2 분광 선택성 성분을 포함하며, 상기 제2 분광 선택성 성분은, 상기 제1 분광 선택성 성분과 상기 제2 분광 선택성 성분을 구별시키는 특성을 가지며,
상기 냉각 방법은,
상기 제1 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를, 지구의 대기가 인접한 파장 대역에서의 평균 흡수 및 방출과 비교하여 낮거나 또는 무시할 수 있을 정도로 적은 평균 흡수 및 방출을 하는 대기 창 파장 대역에 속하는 파장을 갖는 복사선의 형태로 방출하고,
상기 제2 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는,
냉각 방법.As a cooling method using a cooling material that emits thermal energy,
The cooling material includes a first spectrally selective component and a second spectrally selective component, the second spectrally selective component has a property of distinguishing the first spectrally selective component from the second spectrally selective component,
The cooling method,
Some of the thermal energy from the first spectrally selective component has a wavelength belonging to the atmospheric window wavelength band where the earth's atmosphere has a low or negligible average absorption and emission compared to the average absorption and emission in adjacent wavelength bands. Emit in the form of radiation,
Emitting part of the thermal energy from the second spectrally selective component,
Cooling method. 제45항에 있어서,
상기 제1 분광 선택성 성분은 대기 창 파장 대역에 속하는 파장을 갖는 복사선의 형태로 열에너지의 일부를 방출하기 위한 입자들을 포함하는, 냉각 방법.The method of claim 45,
Wherein the first spectrally selective component comprises particles for emitting a portion of thermal energy in the form of radiation having a wavelength belonging to an atmospheric window wavelength band. 제45항에 있어서,
상기 제1 분광 선택성 성분은 대기 창의 파장 대역에 속하는 파장을 갖는 복사선의 형태로 열에너지의 일부를 방출하기 위해 배치된 적어도 하나의 층을 포함하는, 냉각 방법.The method of claim 45,
Wherein the first spectrally selective component comprises at least one layer arranged to emit a portion of thermal energy in the form of radiation having a wavelength belonging to a wavelength band in the atmospheric window. 제45항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것은, 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들에 의한 복사선의 방출에 관련된 프로세스와 동일한 물리적 프로세스에 의하지만, 상기 제1 분광 선택성 성분과는 다른 파장 또는 다른 파장 대역에서 복사선을 방출하는 것을 포함하는, 냉각 방법.The method according to any one of claims 45 to 47,
Emitting a portion of the thermal energy from the second spectrally selective component is by the same physical process as the process involved in the emission of radiation by the particles of the first spectrally selective component, but with a different wavelength than the first spectrally selective component. Or emitting radiation in another wavelength band. 제45항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것은, 상기 제1 분광 선택성 성분의 입자들에 의한 복사선의 방출에 관련된 프로세스와 다른 물리적 프로세스에 의해 복사선을 방출하는 것을 포함하는, 냉각 방법.The method according to any one of claims 45 to 47,
Releasing a portion of thermal energy from the second spectrally selective component comprises emitting radiation by a physical process different from the process involved in the emission of radiation by the particles of the first spectrally selective component. 제45항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것은, 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 또는 파장 대역을 갖는 이온 표면 플라즈몬 공명을 발생하는 것을 포함하는, 냉각 방법.The method according to any one of claims 45 to 49,
Releasing a portion of thermal energy from the first spectrally selective component comprises generating ion surface plasmon resonance having a wavelength or wavelength band belonging to an atmospheric window wavelength band. 제50항에 있어서,
상기 제1 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것은, 상기 이온 표면 플라즈몬의 적어도 일부가 1∼7 ㎛, 2∼6 ㎛, 및 3∼5 ㎛ 중 하나 이상의 파장 대역에 속하는 파장, 및/또는 5∼16 ㎛, 7∼14 ㎛, 8∼13 ㎛, 및 7.9∼13 ㎛ 중 하나 이상의 파장 대역에 속하는 파장을 갖도록 수행되는, 냉각 방법.51. The method of claim 50,
Emitting a portion of the thermal energy from the first spectrally selective component is such that at least a portion of the ion surface plasmon belongs to a wavelength band of at least one of 1-7 μm, 2-6 μm, and 3-5 μm, and / or A cooling method carried out to have a wavelength belonging to one or more wavelength bands of 5 to 16 µm, 7 to 14 µm, 8 to 13 µm, and 7.9 to 13 µm. 제45항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것은, 부분적으로 대기 창 파장 대역 외부에 속하는 파장 대역에서 이온 표면 플라즈몬을 생성하는 것을 포함하는, 냉각 방법.The method according to any one of claims 45 to 49,
Releasing a portion of the thermal energy from the first spectrally selective component comprises generating ion surface plasmons in a wavelength band that partially falls outside the atmospheric window wavelength band. 제45항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것은, 대기 창 파장 대역에 속하는 파장 대역을 갖는 복사선을 방출하는 것을 포함하는, 냉각 방법.The method of any one of claims 45-52,
Emitting part of the thermal energy from the second spectrally selective component comprises emitting radiation having a wavelength band belonging to an atmospheric window wavelength band. 제48항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것은, 이온 표면 플라즈몬을 생성하여 복사선을 방출하는 것을 포함하는, 냉각 방법.The method of claim 48,
Releasing a portion of thermal energy from the second spectrally selective component comprises generating ion surface plasmons to emit radiation. 제49항에 있어서,
상기 제2 분광 선택성 성분으로부터 열에너지의 일부를 방출하는 것은, 전자 표면 플라즈몬을 생성하여 복사선을 흡수하는 것을 포함하는, 냉각 방법.The method of claim 49,
Releasing a portion of the thermal energy from the second spectrally selective component comprises generating electron surface plasmons to absorb radiation. 제48항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서,
입사된 복사선의 적어도 일부를 반사하는 것을 포함하는, 냉각 방법.The method of any one of claims 48-55,
And reflecting at least a portion of the incident radiation. 제56항에 있어서,
대기 창 파장 대역에 속하는 파장을 갖는 입사된 복사선을 반사하는 것을 포함하는, 냉각 방법.The method of claim 56, wherein
And reflecting incident radiation having a wavelength belonging to an atmospheric window wavelength band. 제45항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서,
이온 표면 플라즈몬의 파장 대역을 조절하기 위해 상기 제1 분광 선택성 성분의 구조적인 특성, 및 상기 제1 분광 선택성 성분의 조성 중 하나 이상을 조절하는 것을 포함하는, 냉각 방법.The method of any one of claims 45-57,
Controlling one or more of the structural properties of the first spectrally selective component and the composition of the first spectrally selective component to adjust the wavelength band of the ion surface plasmon.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200115351A (en) * 2019-03-29 2020-10-07 한국과학기술원 Temperature sensitive smart radiative cooling device
WO2021100997A1 (en) * 2019-11-19 2021-05-27 고려대학교 산학협력단 Light-emitting type cooling device

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI466153B (en) 2011-12-15 2014-12-21 Ind Tech Res Inst Capacitor and manufacturing method thereof
TWI460238B (en) 2011-12-15 2014-11-11 Ind Tech Res Inst Self-assembly coating material, heat dissipation plate and manufacturing method thereof
US20150219410A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 Asia Vital Components Co., Ltd. Heat Dissipation Structure Enhancing Heat Source Self Heat Radiation
US9329647B2 (en) * 2014-05-19 2016-05-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Computing device having a spectrally selective radiation emission device
US10088251B2 (en) * 2014-05-21 2018-10-02 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Radiative cooling with solar spectrum reflection
WO2017151514A1 (en) * 2016-02-29 2017-09-08 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Radiative cooling structures and systems
CN108870799B (en) * 2017-05-12 2020-07-31 浙江大学 Radiation refrigeration particle and steam condensation recovery device
JP2019066101A (en) * 2017-09-29 2019-04-25 研介 藤村 Sky radiation cooling device
US20210018713A1 (en) * 2017-12-29 2021-01-21 3M Innovative Properties Company Passive cooling articles having a fluoropolymer
US11925226B2 (en) 2018-02-05 2024-03-12 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Spectrally selective textile for passive radiative outdoor personal cooling
WO2019204331A1 (en) * 2018-04-16 2019-10-24 Fain Romy M Fabrication methods, structures, and uses for passive radiative cooling
DE102018214581A1 (en) * 2018-08-29 2020-04-09 Robert Bosch Gmbh Device and method for manufacturing a device
CN110138277B (en) * 2019-05-16 2020-07-24 中国矿业大学 Thermoelectric power generation device based on radiation refrigeration and efficient absorption of solar energy
CN110216924B (en) * 2019-05-31 2021-08-06 宁波瑞凌新能源科技有限公司 Composite radiation refrigeration film
CN110317521A (en) * 2019-07-05 2019-10-11 宁波瑞凌新能源科技有限公司 Selective radiation refrigeration coating and its composite material and methods for using them
CN110330818B (en) * 2019-07-30 2021-04-20 南京工业大学 Infrared selective radiation cooling nano functional composition and preparation method thereof
KR102225794B1 (en) * 2020-08-11 2021-03-11 고려대학교 산학협력단 Multilayered radiative cooling device
CN112503654A (en) * 2020-11-17 2021-03-16 淮阴工学院 Single-channel night passive radiation cooling film
CN116875188A (en) * 2023-07-24 2023-10-13 中南大学 Ultrathin high-heat-conductivity weather-resistant daytime radiation refrigeration coating and preparation method thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2039109A1 (en) * 1990-04-23 1991-10-24 David B. Chang Selective emissivity coatings for interior temperature reduction of an enclosure
JPH0713018A (en) * 1993-06-23 1995-01-17 Olympus Optical Co Ltd Radiational cooling film
AUPR554501A0 (en) * 2001-06-07 2001-07-12 Lehmann Pacific Solar Pty Limited Radiative cooling surface coatings
US7279218B2 (en) * 2004-01-23 2007-10-09 Kobe Steel, Ltd. Coated body having excellent thermal radiation property used for members of electronic device
US20050167612A1 (en) * 2004-02-02 2005-08-04 Aubrey Jaffer Passive fluorescent cooling
US20060162762A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Boris Gilman Self-cooled photo-voltaic device and method for intensification of cooling thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200115351A (en) * 2019-03-29 2020-10-07 한국과학기술원 Temperature sensitive smart radiative cooling device
WO2021100997A1 (en) * 2019-11-19 2021-05-27 고려대학교 산학협력단 Light-emitting type cooling device

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