圖片來源：《細(xì)胞—物理科學(xué)報告》

科學(xué)家發(fā)明了一種白色涂料，即使在陽光直射下，它也能冷卻表面，使其低于周圍環(huán)境溫度。近日，刊登于《細(xì)胞—物理科學(xué)報告》的一項新研究，展示了一種可用于商業(yè)涂料的輻射冷卻技術(shù)，這種技術(shù)的制造成本較低，并且能被動地將到達(dá)表面95.5%的陽光反射回外層空間。相比之下，目前市場上的商用“拒熱涂料”只能反射80%~90%的太陽輻射，不能達(dá)到低于環(huán)境溫度的效果。

在夏季和氣候溫暖的地區(qū)，大多數(shù)建筑依靠傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)將熱量從室內(nèi)傳遞到室外。這些系統(tǒng)需要消耗能源，并釋放出多余的熱量，進而把城市變成了“熱島”，加劇了氣候危機。盡管自20世紀(jì)70年代以來，科學(xué)家一直在開發(fā)輻射冷卻涂料，但之前的涂料不能反射足夠的陽光，也不能作為傳統(tǒng)空調(diào)可行、可商業(yè)化的替代品。

這項研究的作者之一、美國印第安納州普渡大學(xué)機械工程學(xué)院教授阮秀林說：“開發(fā)一種低環(huán)境輻射冷卻方案是一項持久任務(wù)，這種方案能夠提供一種方便的單層顆?；w涂料形式，且可靠性高。這對輻射冷卻技術(shù)的廣泛應(yīng)用和緩解全球變暖效應(yīng)至關(guān)重要?！?/span>

為了開發(fā)商業(yè)應(yīng)用輻射冷卻涂料，研究人員使用了碳酸鈣填料。碳酸鈣有大量帶隙，因此有助于減少涂料吸收的紫外線量。研究人員還利用了60%的高粒子濃度促進陽光散射，并且用寬粒子尺寸分布而不是單粒子尺寸來實現(xiàn)高效的寬帶散射。

為了證明這些改變是否更好地增強了涂料的輻射冷卻能力，研究人員在西拉法葉進行了為期兩天的冷卻測試。在夜間，涂料樣品比環(huán)境溫度低10℃，在太陽處于最高點時比環(huán)境溫度低至少1.7℃。（在陽光直射下，冷卻功率超過37W/m2。）該團隊接著進行了第二次測試，其中一部分圖案用新型涂料繪制，而另一部分則用同樣厚度的商用白色涂料繪制。紅外攝像機顯示，這種碳酸鈣基丙烯酸涂料在陽光直射下的溫度比商業(yè)上的同類產(chǎn)品更低。

研究人員預(yù)計，該技術(shù)可能惠及廣泛行業(yè)，包括住宅和商業(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)施和多功能車輛等。這種涂料可以直接涂在建筑物上，以降低冷卻成本。

相關(guān)論文信息：http://dx.doi.org/10.1016/j.xcrp.2020.100221