降温快、价格低、应用广！科学家研制出降温新涂料，或很快能够商用

在夏季和气候温暖的地区，大多数建筑依靠传统的空调系统制冷，将热量从室内传递到室外。但是，空调系统需要能源供应，工作过程中会释放出过多的热量。在建筑密集的城区，会形成热岛效应，加剧了气候危机。

自20世纪70年代以来，科学家一直在寻求开发辐射冷却涂料。但是，已开发的涂料无法反射足够的阳光，无法作为传统空调可行、可商业化的替代品。

近日，科学家研制出了一种白色涂料，即使在阳光直射下也能将其覆盖物冷却到周围环境温度以下。这是一种可用于商业涂料的辐射冷却技术，该技术的制造成本较低，可被动地将95.5%的阳光反射回外层空间。相比之下，目前市场上的商用“隔热涂料”只能反射80%-90%的太阳辐射，且无法达到低于环境温度的要求。

这项研究发表在10月21日的杂志《细胞报告物理科学》(Cell Reports Physical Science)上。

参与这项研究的印第安纳州普渡大学机械工程学院(School of Mechanical Engineering at Purdue University)教授阮秀林(音译)表示:“开发一种低环境辐射冷却解决方案是长久以来的追求，该方案具有单层微粒基质涂层，使用方便，可靠性高......这对于辐射冷却的广泛应用和缓解全球变暖效应至关重要”。

为了开发可商用的辐射冷却涂料，阮教授及其同事用自然中含量丰富的碳酸钙填料代替标准的二氧化钛颗粒。碳酸钙具有大的带隙(价电子带和导电电子带底部之间的能量差)，有助于将涂料吸收的紫外光量降至最低。

研究人员还利用了60%的高粒子浓度来促进阳光散射。同时，粒子的尺寸也不相同，存在大小差异，以此实现高效的宽带散射。

为了证明这种涂料的冷却能力，研究人员在室外进行了为期两天的冷却测试。第一次结果显示，样品在夜间保持比环境温度低10℃;白天太阳最盛时，其温度比环境温度低至少1.7℃。(在阳光直射下，冷却功率超过37瓦/每平米)。

在第二次测试中，研究人员采用对比方案，将其中一个样品涂抹新的涂料，另一个涂抹上同样厚度的商业白漆。照射后，红外照相机显示，新涂料能够在直射阳光下保持比商业涂料更低的温度。

研究人员预计，这项技术可能会对许多行业产生积极影响，包括住宅和商业建筑、数据中心、仓库、食品储存、汽车、户外电气设备、军事基础设施和多用途车辆等。

油漆可直接涂在建筑物上，以减少冷却成本。并且，由于这种涂料缺少金属成分，电信公司可能会用其来为室外设备降温，而且不会对设备运行造成影响。

当然，这并不是科学家第一次研制出这种涂料。去年，加州大学洛杉矶分校的一个研究小组就提出了制造超级白色涂料的方法，使用重晶石(钡的最常见矿物)和聚四氟乙烯(一种耐热耐寒塑料)材料，能反射多达98%的来自太阳的入射热量。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源：

https://techxplore.com/news/2020-07-team-ways-cool-super-white.html

https://phys.org/news/2020-10-white-surfaces-cooler-sunlight.html