Termoska 2.0

Vakuum ve skutečnosti není zcela dokonalý izolant. Teplo se totiž kromě šíření prostřednictvím molekul vzduchu, tedy vedením a prouděním, předává ještě pomocí záření, v tomto případě prostřednictví infračerveného záření. Vnitřní stříbrná vrstva termosky sice velkou část záření odrazí, nikoliv ale stoprocentně. A zde právě pomůžou fotonické krystaly. Jsou to opticky aktivní materiály, zpravidla na nanoúrovni periodicky uspořádané. To ovlivňuje způsob, jakým se v nich šíří světlo různých vlnových délek. Pomocí vhodné struktury lze dosáhnout toho, aby fotonické krystaly zablokovaly světlo v určitém vlnovém rozsahu, např. právě v infračervené oblasti. A tady také leží klíč ke konstrukci dokonalejších termosek - kromě šíření tepla vedením a prouděním se omezí i šíření tepla zářením.

Vědcům ze Stanfordské univerzity se povedlo vtěsnat 10 vrstev, skládajících se z fotonických krystalů a vakuových mezer mezi nimi, do struktury o tloušťce jedné desetiny milimetru. Pokusy ukázaly, že míra přenosu tepla nyní nezávisí na tloušťce této struktury, ale na tom, jak rychle tímto materiálem proletí světlo. Závisí tedy v podstatě na indexu lomu světla.

Vakuová termoska, patent z roku 1907|foto: U.S. Patent Office

Fotonické krystaly se dosud využívaly hlavně v optické komunikační a výpočetní technice, např. se s nimi počítá při stavbě budoucích optických počítačů. Nyní se rýsuje i zcela jiná oblast využití - v termice a energetice. Např. v solární termické elektrárně bude možné využít vrstev fotonických krystalů k cílenému shromáždění a udržení tepla uvnitř konkrétního prostoru.