Iedereen weet hoe het is om buiten te zijn op een koude en wolkenloze winternacht wanneer de lucht bezaaid is met sterren. Openbaar, de kou wordt maar al te scherp gevoeld. Maar in een bos onder de beschermkap van de bomen, het is minder zo. De reden voor dit verschil is thermische straling, die door het lichaam wordt uitgestoten en, afhankelijk van de aard van de omgeving, kan worden vervangen door een kleinere hoeveelheid straling die uit de omgeving komt. Met een temperatuur van −270 graden Celsius, het heelal is veel kouder dan onze eigen directe omgeving, en zendt dus nauwelijks warmtestraling uit. Onderzoeksgroepen over de hele wereld zijn onlangs begonnen met het verkennen van nieuwe methoden voor het koelen van gebouwen en kleding, zelfs op klaarlichte dag, door de snelheid van de warmte-uitwisseling met het universum te verhogen, zonder dat er verder energieverbruik nodig is. Echter, mogelijke toepassingen van deze methoden voor technologische of experimentele doeleinden - op kleine schaal - zijn tot nu toe zelden onderzocht.

Onderzoekers onder leiding van professor Jochen Feldmann van LMU's Nano-Instituut zijn er nu in geslaagd om een ​​koude gradiënt te genereren in een experimenteel monster door gerichte en contactloze controle van de verdeling van thermische straling. "Om dat te doen, we hebben het effect van het verre heelal gesimuleerd met behulp van een verre cryostaat, " zegt Nicola Kerschbaumer, een doctoraat student in het team van Feldmann en eerste auteur van de studie. Een cryostaat kan worden gezien als een soort koeleenheid die is ontworpen om extreem lage temperaturen te bereiken en te behouden. Met behulp van een speciale optische opstelling en een opstelling van elliptische spiegels, het team was in staat om de langgolvige thermische straling te verzamelen die door het monster wordt uitgezonden (dat aanvankelijk op kamertemperatuur is), en focus het op een plaat die in het midden van de cryostaat is geplaatst. Op deze manier, ze waren in staat om een ​​soort eenrichtingsverkeer te creëren voor de uitgezonden straling, wat resulteerde in de effectieve koeling van het monster. Bij een eerste aanvraag deze contactloze manier van koelen bleek bijzonder effectief te zijn voor wat bekend staat als het onderkoelen van vloeistoffen.

De onderzoekers geloven dat hun nieuwe contactloze methode, die "stralingskoeling" gebruikt om een ​​koude gradiënt in een monster te genereren, vindt u vele toepassingen. Volgens privaatdocent Theobald Lohmüller, Leider van de Biophotonics Group in het Nano-Instituut en co-auteur van de studie, contactloze thermische manipulaties van biologische monsters zullen van bijzonder belang zijn.

De studie is gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten .