科學家發明了一種白色塗料，即使在陽光直射下，它也能冷卻表麵使其低於(yu) 周圍環境溫度。他們(men) 的研究發表在10月21日的Cell Press細胞出版社旗下期刊Cell Reports Physical Science上，展示了一種可用於(yu) 商業(ye) 塗料的輻射冷卻技術，這種技術的製造成本更低，並且能被動地將到達表麵95.5%的陽光反射回外層空間。相比之下，目前市場上的商用“拒熱塗料”隻能反射80%~90%的太陽輻射，不能達到低於(yu) 環境溫度的效果。

在夏季和氣候溫暖的地區，大多數建築依靠傳(chuan) 統的空調係統將熱量從(cong) 室內(nei) 傳(chuan) 遞到室外。這些係統需要消耗能源，並釋放出多餘(yu) 的熱量，把城市變成了“熱島”，加劇了氣候危機。盡管自20世紀70年代以來，科學家一直在尋求開發輻射冷卻塗料，但之前開發的塗料不能反射足夠的陽光，也不能作為(wei) 傳(chuan) 統空調可行、可商業(ye) 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機械工程學院教授阮秀林說：“開發一種低環境輻射冷卻方案是一項持久任務，這種方案能夠提供一種方便的單層顆粒基體(ti) 塗料形式，且可靠性高。這對輻射冷卻技術的廣泛應用和緩解全球變暖效應至關(guan) 重要。”

為(wei) 了開發商業(ye) 應用輻射冷卻塗料，阮秀林和同事使用了碳酸鈣填料——一種地球上充足的化合物，而不是標準的二氧化鈦粒子。碳酸鈣有大量帶隙（價(jia) 電子帶和傳(chuan) 導電子帶底部之間的能差），因此有助於(yu) 減少塗料吸收的紫外線量。研究人員還利用了60%的高粒子濃度來促進陽光散射以及寬粒子尺寸分布而不是單粒子尺寸來實現高效的寬帶散射。

為(wei) 了證明這些改變如何更好地增強了塗料的輻射冷卻能力，研究人員在印第安納州的西拉法葉進行了為(wei) 期兩(liang) 天的冷卻測試。在夜間，塗料樣品比環境溫度低10℃，在太陽處於(yu) 最高點時比環境溫度低至少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塗料繪製，而另一部分則用同樣厚度的商用白色塗料繪製。紅外攝像機顯示，這種碳酸鈣基丙烯酸塗料在陽光直射下的溫度比商業(ye) 上的同類產(chan) 品更低。

阮秀林預計，該技術可能惠及廣泛行業(ye) ，包括住宅和商業(ye) 建築、數據中心、倉(cang) 庫、食品存儲(chu) 、汽車、戶外電氣設備、軍(jun) 事基礎設施和多功能車輛等。這種塗料可以直接塗在建築物上，以降低冷卻成本。由於(yu) 這種塗料沒有金屬成分，電信公司可能用它來防止戶外設備過熱，這是實現5G網絡的重要一步。

“這種塗料甚至還可以用來對抗氣候變化，因為(wei) 它排斥陽光並向太空輻射熱量。”阮秀林說。

接下來，研究人員計劃進行長期的可靠性研究，測試塗料的抗紫外線、灰塵、表麵附著、水和清潔劑等能力，以確保其作為(wei) 商業(ye) 產(chan) 品的功能。

阮秀林說：“我們(men) 的塗料與(yu) 商業(ye) 塗料的生產(chan) 工藝相兼容，成本可能與(yu) 之相當，甚至更低。關(guan) 鍵是要確保其可靠性，這樣它才能在室外長期使用。”



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