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科學(xué)家研發(fā)出一種能反射98.1%陽(yáng)光的極白涂料。這種涂料通過向外太空輻射熱量為建筑物降溫,幫助其保持涼爽,并有可能取代高能耗的空調(diào)。
普渡大學(xué)機(jī)械工程學(xué)教授阮秀林?jǐn)[在新反射陽(yáng)光下的涂料樣本中
在夏季和氣候溫暖的地區(qū),大多數(shù)建筑依靠傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)將熱量從室內(nèi)傳遞到室外。這些系統(tǒng)需要消耗能源,并釋放出多余的熱量,把城市變成了“熱島”,加劇了氣候危機(jī)。盡管自20世紀(jì)70年代以來,科學(xué)家一直在尋求開發(fā)輻射冷卻涂料,但之前開發(fā)的涂料不能反射足夠的陽(yáng)光,也無法成為可行、可商業(yè)化的傳統(tǒng)空調(diào)替代品。
“超白”涂料是印第安納州普渡大學(xué)的工程師進(jìn)行的一項(xiàng)為期六年的項(xiàng)目,能夠反射高達(dá)98.1%的陽(yáng)光,因此具有為建筑物降溫的能力。
與傳統(tǒng)涂料不同,該涂料由稱為硫酸鋇的化合物制成,該硫酸鋇也用于化妝品和相紙的生產(chǎn)。硫酸鋇顆粒由各種大小組成,可以散射太陽(yáng)的光線,甚至可以冷卻周圍的直接表面。
研究人員表示,在溫暖的氣候中使用白漆已有數(shù)百年歷史了,它可以利用熱量來冷卻建筑物,但是這種新配方吸收的陽(yáng)光少得多,因此吸收的熱量也少得多。
紅外熱像儀圖像顯示了新的超白涂料樣品如何冷卻周圍區(qū)域。左圖顯示了原位涂料,而右圖使用特殊技術(shù)顯示了如何冷卻周圍的環(huán)境。顏色越深,溫度越低。圖片來源:普渡大學(xué)/約瑟夫
普通涂料將吸收10%到20%的陽(yáng)光,而新涂料僅吸收1.9%的熱量,足夠使建筑物整體散發(fā)熱量。
普渡大學(xué)機(jī)械工程學(xué)教授阮秀林表示:“如果使用這種涂料覆蓋約1000平方英尺的屋頂,我們估計(jì)可以得到10千瓦的冷卻功率。這比大多數(shù)房屋使用的中央空調(diào)要強(qiáng)大?!?/p>
研究人員說,新的白色涂料是如此之白,相當(dāng)于最黑的黑色“ Vantablack”,它吸收高達(dá)99.9%的可見光。
他們聲稱,該涂料能夠使夜晚的表面溫度比其他周圍環(huán)境低19華氏度,而在強(qiáng)烈的陽(yáng)光下可以使表面溫度低8華氏度。
劍橋大學(xué)的光散射專家盧卡斯·謝特爾(Lukas Schertel)并未參與這項(xiàng)研究,他對(duì)CNN表示,研究結(jié)果可能令人興奮,而且如果以工業(yè)規(guī)模使用,該涂料可能會(huì)通過減少能源消耗對(duì)氣候產(chǎn)生積極影響。
盧卡斯·謝特爾表示,近年來,冷卻涂料的研究得到了廣泛關(guān)注,如果將其用于工業(yè)規(guī)模,包括應(yīng)用于發(fā)電機(jī)和其他輻射熱量的機(jī)械,從理論上講,它們可能對(duì)能源效率產(chǎn)生全球影響。挑戰(zhàn)將是鼓勵(lì)商業(yè)化吸收,而要做到這一點(diǎn),涂料的生產(chǎn)將需要擴(kuò)展。
他補(bǔ)充說,配方中使用的材料已經(jīng)相對(duì)廣泛地可用,但是制造商將需要使其具有成本效益。