據《華盛頓郵報》報導,加利福尼亞州大學一位材料科學家Aaswath Raman,開發了一種不需要電力或燃料就能直接冷卻物體的新方法。Aaswath Raman和他的同事們做了一種特殊薄膜,可以通過分子水平的輻射冷卻來降低物體表面溫度,其依賴於向太空發射熱量。
嚴格來說,這不算是新技術,Raman的靈感來源於非洲、印度和伊朗沙漠居民使用的一種古老技法,他們把水倒進土坑或陶瓷花瓶裡,水在夜間散發熱量,到早晨就會變成冰,即使氣溫從未降到冰點以下。
幾百年來,北非、印度和伊朗的沙漠居民都是這麼幹的,這其實是一種叫做「輻射冷卻」的物理定律。所有物體,包括人、植物、建築物甚至行星,都在以看不見的光波散發熱量。在晴朗、星光燦爛的夜晚,這種輻射會通過大氣層上升,直到完全逸出地球。寒冷,實際上就是沒有熱量,是通過與宇宙的這種看不見的聯繫產生的。
然後,科學家就發明了一種鏡面薄膜,可以最大程度地提高輻射冷卻,從而將物體及其表面的溫度降低10°C以上。就像Aaswath Raman向《華盛頓郵報》介紹的那樣,這個解決方案即使在正午的陽光下也可以使用,它可以幫助冷卻建築物中的管道,代替空調。
新材料薄膜被應用於加州斯託克頓的一家食品雜貨店
Aaswath Raman與同事合作,開發了一種類似鏡子並經過精心設計的薄膜,可以最大程度地提高輻射冷卻。這種該膜將熱量傳遞到太空中,與此同時幾乎不吸收任何輻射,即使在正午的陽光下,物體及其表面的溫度也降低了10°C以上。
雜貨店用上了skycool面板薄膜保護層
據《華盛頓郵報》介紹,這個解決方案可以幫助冷卻管道和面板,例如用於冰箱冷卻系統。 納入建築物後,它甚至可以代替空調。 它不需要電力,也不需要特殊燃料,只需要晴朗的、能看到天空景色的一天。
報告提到,世界上有超過35億臺冰箱和空調,這數字很驚人,因為這些設備都會排放溫室氣體。伯明罕大學的一項研究曾預測,到2050年將會有140億臺冰箱,這將消耗5倍目前用於製冷的能源。
在加利的一家雜貨店,skycool面板用於幫助保持冰箱冷卻,減少所需的電量
Aaswath Raman拉曼上大學時曾學習過天文學,但很快對太陽能電池板產生了興趣,然後開始研究光子學,即光學。使得他能夠探索用作冷卻方法的現象。
上世紀70年代有一些案例研究預測,類似的方法可以用來給建築物(在屋頂建大型水池)降溫,但由於難以維護這些水池後來被取消了。Raman的研究項目則更加可行,因為冷卻僅僅是通過一種特殊的薄膜實現。
SkyCool薄膜是用一種反射性極強的材料製成的,幾乎不吸收能量,所以它幾乎把所有的輻射都反射到太空中。"散發出來的熱輻射會在各層之間反彈,就像機器中的彈球一樣。僅所需的紅外波長能夠逸出。"
據雜貨店經理說,整個夏天SkyCool面板為其降低了約3000美元電費。
為了從高溫中解脫,人們正在藉助35億臺冰箱和空調的幫助,讓世界慢慢"冷卻"。這些設備是溫室氣體排放的主要來源之一,而且還在迅速增長。人類"涼快"了,地球"變熱"了,繼而加劇了對降溫的需求。Aaswath Raman的研究有沒有可能打破這種循環?
在大規模使用這項技術之前,還有許多工作要做,但是這位科學家認為主要障礙已經被克服。如果將來能得到大量應用,或許有可能逆轉全球變暖,往小了想,你的特斯拉全景天窗 也不怕整天被曬了。