科學家研發冷卻塗層，可將 99% 陽光直送外太空

隨著地球愈來愈熱，空調與製冷需要的能源消耗將加速暖化，最近《科學》期刊上的兩項研究提出用於被動冷卻的新型陶瓷材料，實驗顯示可以有效降低室內溫度，節省大量能源，而且這類材料可以大規模生產。

暴露在陽光下的表面會吸收太陽熱量，並以紅外線輻射的形式輻射出去，當發出的熱量大於吸收的熱量時，表面就會冷卻，稱為被動冷卻。為了實現這一目標，需要能夠強烈反射陽光，同時發射長波紅外光的材料，可以穿過大氣層而不反射回來。

科學家知道這個原理，但困難的是創造既可持續又實用的材料。最近科學家開發一種新型高反射陶瓷塗層，可以將高達 99% 的太陽輻射反射回太空，可望為迅速變暖的地球降溫。

在期刊上發表的兩種材料，分別由馬里蘭大學和香港城市大學的研究團隊發表，兩種散熱材料結構不同，但基本設計原理相似。馬里蘭大學科學家使用一種二氧化矽和氧化鋁顆粒的漿狀混合物製作塗層，可以從建築物的屋頂和道路等塗漆的表面反射大量陽光。

新塗層耐受性也很高，與依賴聚合物的策略不同，這類硬質材料能抵抗長期風化，承受高達 1 千度高溫，即使暴露在水、紫外線輻射、污垢等惡劣條件下，這種塗層也能保持高太陽光反射率，更適合用於戶外，至少可耐用 30 年。實驗顯示，即使在中午和夜間的高濕度條件下，該塗層也能分別使溫度下降約 3.5 度和 4 度。

科學家表示，雖然大多數表面都會自然釋放熱量，地球也透過將熱量散發到太空來冷卻自身，尤其是在晴朗的夜晚，但新開發的塗層透過「大氣透明窗口」來反射陽光加速降溫過程，大氣透明窗口是大氣氣體對輻射的吸收相對較少的波長範圍，反射的陽光可以透過這個窗口逃逸到冰冷的太空，等於將太空用作散熱器。

另外一組香港科學家展示一種新型超白陶瓷材料，其奈米結構具有高反射率，可以有效散射幾乎整個太陽光光譜，使得太陽反射率達到 99.6%，紅外線熱發射率達到 96.5%。研究團隊稱在房屋屋頂上使用冷卻陶瓷，可以節省 20% 以上的電力，避免電網過載、溫室氣體排放和城市熱島效應。

馬里蘭大學科學家表示，這是一項改變遊戲規則的技術，簡化現在保持建築物涼爽和節能的方式，可以改變人們的生活方式，幫助人們照顧家園和我們的星球。該團隊目前正專注冷卻玻璃的進一步測試和實際應用，並創建新創公司 CeraCool 來擴大規模並加速商業化進程。

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(首圖來源：pixabay)