新知关键词 辐射冷却 薄膜降温 环保冷却

据《科学》官方网站日前报道，美国科罗拉多大学的研究人员最近提出一个以辐射冷却为原理的降温方案，它不仅效果显著，而且仅使用廉价薄膜就能完成冷却工作，低成本保证了新技术的市场推广潜力。

实业制造和家庭生活中经常需要对物品进行特定降温冷却，大多数传统制冷系统都是基于压缩机和制冷剂而设计。然而即便是最新的热电制冷技术，都会耗费大量能源，甚至对环境有害，比如氟利昂制冷就难以根除其对臭氧层的破坏。为了寻找绿色环保的冷却方式，科学家们将希望寄托于辐射冷却技术的创新。

辐射冷却的原理并不复杂，其实就是物品透过辐射散去热能的过程。这个名词在气象学上用的比较多，在天朗气清、微风干燥的情况下，地表和云层能通过电磁波的形式释放能量，即辐射能，从而完成冷却过程。推广到其他物体上，就是任何温度高于绝对零度的物体都会通过辐射向环境中散发热量，使自身温度降低。因此，辐射冷却是一种不需要消耗外界能量就能有效降温的冷却方式。在现实生活中，物体在散发热量的同时往往也在吸收环境中的可见光与红外线，并将其转化为热能，导致散热小于吸热。此外，在物体内部，一部分散发的热量往往又会被其他部分或另外的物体吸收。

为了革新制冷方式，避开辐射冷却的不利方面，科罗拉多大学研究人员将二氧化硅分散到透明塑料中制成全新薄膜，并在薄膜一侧镀上厚度为200纳米的银膜层。在日光下，塑料吸收率低，银膜反射率高，新薄膜对可见光和红外线的吸收都很低。夜晚散热时，新薄膜主要通过中红外线形式辐射，所以散发出的热量很难被再吸收。测试显示，新薄膜的降温效果显著，并且成本低廉，每平方米仅需25至50美分。

2014年，美国科学家也曾研发出一种利用辐射冷却来降温的薄膜，但它主要利用周期性排列的两种氧化物，一边降低阳光吸收率，一边使散热集中在波长8—13微米的中红外线进行。大气层几乎不吸收中红外线，因此这种薄膜能将热量传递到外太空，而非重归地表。唯一的缺点是造价高昂，难以普及。科罗拉多大学的新发明解决了成本问题，展示了一条通往大规模应用辐射冷却技术的途径，利用新薄膜实现建筑节能的梦想将不再遥远。

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