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科學家研發出一種能反射98.1%陽光的極白涂料。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。
普渡大學機械工程學教授阮秀林擺在新反射陽光下的涂料樣本中
在夏季和氣候溫暖的地區,大多數建筑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,并釋放出多余的熱量,把城市變成了“熱島”,加劇了氣候危機。盡管自20世紀70年代以來,科學家一直在尋求開發輻射冷卻涂料,但之前開發的涂料不能反射足夠的陽光,也無法成為可行、可商業化的傳統空調替代品。
“超白”涂料是印第安納州普渡大學的工程師進行的一項為期六年的項目,能夠反射高達98.1%的陽光,因此具有為建筑物降溫的能力。
與傳統涂料不同,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。硫酸鋇顆粒由各種大小組成,可以散射太陽的光線,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域。左圖顯示了原位涂料,而右圖使用特殊技術顯示了如何冷卻周圍的環境。顏色越深,溫度越低。圖片來源:普渡大學/約瑟夫
普通涂料將吸收10%到20%的陽光,而新涂料僅吸收1.9%的熱量,足夠使建筑物整體散發熱量。
普渡大學機械工程學教授阮秀林表示:“如果使用這種涂料覆蓋約1000平方英尺的屋頂,我們估計可以得到10千瓦的冷卻功率。這比大多數房屋使用的中央空調要強大。”
研究人員說,新的白色涂料是如此之白,相當于最黑的黑色“ Vantablack”,它吸收高達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境低19華氏度,而在強烈的陽光下可以使表面溫度低8華氏度。
劍橋大學的光散射專家盧卡斯·謝特爾(Lukas Schertel)并未參與這項研究,他對CNN表示,研究結果可能令人興奮,而且如果以工業規模使用,該涂料可能會通過減少能源消耗對氣候產生積極影響。
盧卡斯·謝特爾表示,近年來,冷卻涂料的研究得到了廣泛關注,如果將其用于工業規模,包括應用于發電機和其他輻射熱量的機械,從理論上講,它們可能對能源效率產生全球影響。挑戰將是鼓勵商業化吸收,而要做到這一點,涂料的生產將需要擴展。
他補充說,配方中使用的材料已經相對廣泛地可用,但是制造商將需要使其具有成本效益。