Mit einer neu entwickelten Kunststofffolie lassen sich Oberflächen passiv kühlen – sogar im direkten Licht der Mittagssonne. Möglich machen das zwei Eigenschaften des Mate­rials: Zum einen reflektiert es einfallendes Licht fast vollständig, zum anderen strahlt es sehr effizient Wärme ab.

Wissenschaftler um Xiaobo Yin und Ronggui Yang von der University of Colorado in Boulder verwenden dafür den schon länger benutzten Kunststoff Polymethylpenten, der eine sehr niedrige Dichte und eine sehr hohe optische Transparenz besitzt. Daraus stellen sie eine 0,05 Millimeter dicke Folie her, deren Rückseite sie mit einer hauchdünnen Silberschicht verspiegeln. Das Ergebnis wirft nahezu sämtliches einfallendes Sonnenlicht – rund 96 Prozent – wieder zurück und heizt sich deshalb auch in praller Mittagssonne kaum auf.

Für die Kühlung sorgt aber erst eine weitere Zutat: winzige Kügelchen aus Siliziumdioxid, nur wenige Mikrometer (tausendstel Millimeter) groß, die in den Kunststoff eingebettet werden. Bei diesem Durchmesser zeigen die Kügelchen im Infrarotbereich starke optische Resonan­zen. Infolgedessen strahlt die Folie vor allem Infra­rotstrahlung mit Wellenlängen um die zehn Mikro­meter ab. In diesem Wellenlängenbereich absorbiert Luft kaum, weshalb die Strahlung praktisch ungehindert in die Umgebung entweicht. Da die Energie der Infrarot-Abstrahlung den Gegenständen unter der Folie ent­zogen wird, kühlen diese mit der Zeit ab.

Unter optimalen Bedingungen verringert die Folie den Berechnungen der Forscher zufolge die Temperatur eines Gegenstands um bis zu zehn Grad, ver­glichen mit der Umge­bungs­­­­temperatur. Die Kühl­- ­­­­­­­leis­tung beträgt 92 Watt pro Quadratmeter in direktem Sonnenlicht und über die gesamte Tageslänge gemittelt mehr als 110 Watt pro Quadratmeter. Am effektivsten funktioniere das ­System kurz nach Sonnenauf- beziehungsweise vor Sonnenuntergang.

Mögliche Anwendungen sehen die Forscher in passiven Klimaanlagen, die Häuser im Sommer kühlen. Denkbar ist auch ein Einsatz in Solarzellen: Diese arbeiten oft besser, wenn sie sich weniger stark aufheizen. Den Preis der Folie geben die Forscher im zweistelligen Cent-Bereich pro Quadratmeter an, wobei die Langlebigkeit des Erzeugnisses noch unter Beweis zu stellen sei.