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科學(xué)家研發(fā)新涂料可讓汽車等物體表面溫度低于環(huán)境溫度

發(fā)布時(shí)間：2021-01-13 閱讀量：2499

據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)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(yáng)光直射的情況下，其溫度也會(huì)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(dòng)地將到達(dá)表面的95.5%的陽(yáng)光反射回太空。相比之下，目前市場(chǎng)上的商用“拒熱涂料”只能反射80%至90%的太陽(yáng)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(yáng)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(chǔ)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?yàn)樵撎盍嫌芯薮蟮哪軒чg隙(價(jià)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(yáng)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(shí)驗(yàn)。該涂料樣品在夜間會(huì)比環(huán)境溫度低10攝氏度，在太陽(yáng)光直射時(shí)會(huì)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(shí)驗(yàn)，在一個(gè)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(yáng)光直射下的溫度比同類產(chǎn)品更低。

研究人員預(yù)計(jì)，該項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)惠及各種行業(yè)，如住宅與商業(yè)建筑、數(shù)據(jù)中心、倉(cāng)庫(kù)、食品存儲(chǔ)、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(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的重要一步。

下一步，研究人員計(jì)劃對(duì)該涂料進(jìn)行長(zhǎng)期的可靠性研究，測(cè)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