輻射製冷技術是利用紅外輻射將熱源熱量透過紅外輻射的大氣窗口向外太空冷源傳遞的一種新型製冷技術。傳統的製冷技術通常需要消耗能源和資源來帶走熱量，而輻射製冷技術是利用地球自然製冷方式的被動強化。地球每天從太陽吸收的200 petawatts的能量最終都是以輻射方式向超低溫（－270 ℃）的太空輸送以達到保持地球的生命溫度。 開發高效輻射製冷這種技術綠色環保，節能低碳，對減緩地球變暖趨勢具有重要的作用，引起了國際學術界、商界和廣大民眾的廣泛關注。
輻射製冷超材料的微觀結構圖
近日，美國科羅拉多大學博德分校的楊榮貴（Ronggui Yang）教授和尹曉波（Xiaobo Yin）教授團隊發明了一種新型複合超材料。這種新型超材料是由許多直徑在8微米左右的二氧化矽微球隨機地鑲嵌在聚甲基戊烯中製成的50微米厚的薄膜。這種材料可以以紅外電磁波的形式向外輻射能量從而達到製冷的效果。而且這種材料的發射頻道是8-14微米波長段，在這個波長段的紅外發射率高達0.93，接近理想黑體。這個波長段是紅外輻射的大氣窗口，對這個波長段的能量，地球的大氣層幾乎沒有任何阻力。也就是說，這些被發射的熱量幾乎不被大氣層通過反射、吸收和散射等方式「轉換消化」掉，而是直接穿過大氣層，進入外太空。形象地說，這種材料是人類所居住的室溫環境和外太空極冷環境的能量輸送通道。如果在材料的背面再鍍一層200nm厚的鋁膜，可以提供高達96%的太陽能反射率，進一步提高製冷效果。實驗顯示，這種材料在中午陽光直射下具有最高可達93W/平米的輻射製冷功率，可讓與它接觸的物體降溫10-16 ℃。更重要的是，楊教授和尹教授的材料製備方法簡單易行，成本低廉。目前已經在實驗室製作出了成型的材料生產線，可以以5米/分鐘的速率對300毫米寬的材料進行產出。
楊榮貴教授是我校校友，曾於1992-1996年就讀於西安交通大學能源與動力工程學院熱能工程專業，獲學士學位，目前是熱流科學與工程教育部重點實驗室111引智項目的海外骨幹專家。
這項發明以Scalable-manufactured randomized glass-polymer hybrid metamaterial for daytime radiative cooling為題發表在國際頂級學術雜誌《Science》上。相關成果得到了包括著名財經周刊美國《福布斯》雜誌和英國《經濟學人》雜誌，大氣頻道，《科學美國人》，《科學》，《研發雜誌》在內的全球眾多媒體的報導。
論文連結：http://science.sciencemag.org/content/early/2017/02/08/science.aai7899
楊榮貴教授實驗室新型輻射製冷超材料生產線