陽光反射達創紀錄 99.6%,香港超白陶瓷成建築降溫新助手

作者 | 發布日期 2023 年 11 月 14 日 17:13 | 分類 材料、設備 , 科技生活 , 自然科學 line share follow us in feedly line share
陽光反射達創紀錄 99.6%,香港超白陶瓷成建築降溫新助手


這片陶瓷超級白。香港科學家新開發的純白陶瓷材料,可以透過反射陽光來幫助建築降溫,其陽光反射率更來到 99.6% 創新高。

這項技術的靈感繆思為甲蟲,香港城市大學研發的超白陶瓷奈米結構,除了能保持建材堅韌,而且還很容易擴大生產規模。

冷氣開好開滿確實能快速降低室內溫度,但如今節能減碳成顯學,選購符合節能標準的冷氣空調之外,還有許多室內降溫方法,科學家也正研究可以被動管理室內溫度的方法,其中最簡單的方法便是:把建築和屋頂塗成白色。

按照基礎物理,深色比淺色更會吸熱,淺色能直接反射太陽光和輻射,這也是為何飛機大多都是白色底,才能保持機艙內涼爽(也有成本與防鳥擊因素),近年來也有許多廠商與科學家開發出超白的顏料,致力反射超過 95% 的陽光,在建築降溫方面確實卓有成效,但這些塗層也有其挑戰,包括耐久性低的問題。

香港城市大學開發的白色顏料,其優勢不僅是超級白,團隊的靈感來自白金龜屬 Cyphochilus,顏料的奈米結構具有高反射率,高效散射幾乎整個陽光光譜,太陽反射率達到創紀錄的 99.6%,也有 96.5% 的中紅外線熱能散射率。

材料由氧化鋁製成,團隊表示,因此有著理想的抗紫外光效果,可減低因紫外光造成的損害,解決了大部分以聚合物光子製成的材料所面對的問題,且在極高溫下也具備超親水表現,陶瓷中互相連結的多孔結構,可快速吸收水滴,並同時讓水滴在表面立即散開,能夠抑制傳統建築外殼材料常有的「萊頓弗羅斯特現象」,高效蒸發冷卻效果;甚至具有防火性能,可抵禦超過 1,000°C 的高溫。

能源及環境學院教授曹之胤表示,團隊實驗發現,在屋頂上實際應用冷卻陶瓷後,發現在空間降溫部分能減少 20% 以上的耗電,冷卻陶瓷材料可提供更永續的解決方案。

研究人員還表示,該製程只需要容易取得的氧化鋁等非有機材料,之後再用相轉變(phase inversion)、燒結(sintering)兩個簡單步驟即可,能輕鬆大量生產。如果不希望建築整棟都是白色,當然也配上雙層設計,來製造各種顏色和圖案。

(首圖來源:香港城市大學