據(jù)外媒報道,美國普渡大學(xué)的科學(xué)家們研發(fā)了一種白色涂料,即使在陽光直射的情況下,其溫度也會低于周圍的環(huán)境溫度。此種輻射冷卻技術(shù)可用于商用涂料,且制造成本低,能夠被動地將到達(dá)表面的95.5%的陽光反射回太空。相比之下,目前市場上的商用“拒熱涂料”只能反射80%至90%的太陽輻射,無法讓物體表面的溫度低于環(huán)境溫度。
在夏季以及氣候溫暖的地區(qū),大多數(shù)的建筑物都依賴傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)將熱量由室內(nèi)環(huán)境傳遞到室外。此類系統(tǒng)需要能源以釋放出多余的熱量,最終將城市變成了“熱島”,加劇了氣候危機(jī)。不過,盡管自20世紀(jì)70年代以來,科學(xué)家們就一直在尋找輻射冷卻涂料,但此前研發(fā)的涂料無法反射足夠的陽光,無法成為可行的商業(yè)化替代品,以代替?zhèn)鹘y(tǒng)空調(diào)。
為了研發(fā)商用輻射冷卻涂料,科學(xué)家采用了一種地球上儲量十分豐富的化合物——碳酸鈣填料,而不是標(biāo)準(zhǔn)的二氧化鈦粒子,因為該填料有巨大的能帶間隙(價電子帶和導(dǎo)帶電子底部之間的能量差異),可幫助將該涂料將吸收的紫外線的量降至最少。研究人員還利用高濃度(60%)粒子來促進(jìn)陽光散射,并采用了各種尺寸的粒子而不是單一尺寸的粒子來高效散射寬帶。
為了證明此類改變?nèi)绾魏芎玫馗倪M(jìn)了該涂料的輻射冷卻功能,研究人員在印第安納州West Lafayette進(jìn)行了為期兩天的冷卻實驗。該涂料樣品在夜間會比環(huán)境溫度低10攝氏度,在太陽光直射時會比周圍環(huán)境溫度低至少1.7攝氏度。然后,研究人員進(jìn)行了第二次實驗,在一個圖案的一部分涂上了該款新涂料,在圖案的另一部分涂上了厚度相同的商用白色涂料。采用紅外攝像頭可以看到,基于碳酸鈣制成的丙烯酸涂料在陽光直射下的溫度比同類產(chǎn)品更低。
研究人員預(yù)計,該項技術(shù)可能會惠及各種行業(yè),如住宅與商業(yè)建筑、數(shù)據(jù)中心、倉庫、食品存儲、汽車、戶外電氣設(shè)備、軍事基礎(chǔ)設(shè)施以及多功能車燈。此種涂料可以直接涂在建筑物上,以降低冷卻成本。由于該涂料沒有金屬成分,電信公司還可以用其來防止戶外設(shè)備過熱,這也是實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的重要一步。
下一步,研究人員計劃對該涂料進(jìn)行長期的可靠性研究,測試該涂料的抗紫外線、灰塵、表面附著力、防水和清潔劑等功能,以確保其可投入商用
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