科學家發明了一種白色塗料，即使在陽光直射下，它也能冷卻表面，使其低於周圍環境溫度。近日，刊登於《細胞—物理科學報告》的一項新研究，展示了一種可用於商業塗料的輻射冷卻技術，這種技術的製造成本較低，並且能被動地將到達表面95.5%的陽光反射回外層空間。相比之下，目前市場上的商用「拒熱塗料」只能反射80%~90%的太陽輻射，不能達到低於環境溫度的效果。
在夏季和氣候溫暖的地區，大多數建築依靠傳統的空調系統將熱量從室內傳遞到室外。這些系統需要消耗能源，並釋放出多餘的熱量，進而把城市變成了「熱島」，加劇了氣候危機。儘管自20世紀70年代以來，科學家一直在開發輻射冷卻塗料，但之前的塗料不能反射足夠的陽光，也不能作為傳統空調可行、可商業化的替代品。
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重要。」
為了開發商業應用輻射冷卻塗料，研究人員使用了碳酸鈣填料。碳酸鈣有大量帶隙，因此有助於減少塗料吸收的紫外線量。研究人員還利用了60%的高粒子濃度促進陽光散射，並且用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。
為了證明這些改變是否更好地增強了塗料的輻射冷卻能力，研究人員在西拉法葉進行了為期兩天的冷卻測試。在夜間，塗料樣品比環境溫度低10℃，在太陽處於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上的同類產品更低。
研究人員預計，該技術可能惠及廣泛行業，包括住宅和商業建築、數據中心、倉庫、食品存儲、汽車、戶外電氣設備、軍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。（唐一塵）
相關論文信息：http://dx.doi.org/10.1016/j.xcrp.2020.100221
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