中國儲能網(wǎng)訊：從古希臘時期開始，雪白的屋頂便被用來反射太陽光從而為室內(nèi)降溫。如今，來自美國加利福尼亞的研究人員在這一古老方法中添加了一種現(xiàn)代技術(shù)，從而讓建筑物在炎炎夏日無須用電即可實現(xiàn)“被動制冷”的效果，實現(xiàn)真正的節(jié)能減排。
科學(xué)家研制出一種新的多層涂層，可謂是為制冷打出了一套組合拳。首先，這種新材料幾乎能夠反射太陽光帶來的全部能量。其次，它還能吸收來自建筑物內(nèi)部的熱量，并在不使周圍空氣升溫的前提下將其輻射殆盡。
由于這項新技術(shù)并不需要任何電能，因而能夠大大削減修建空調(diào)建筑所需的成本——在美國，僅空調(diào)的使用便消耗了全部電量的近15%。
新冷卻技術(shù)的第一部分——反射——似乎很好理解：這只須看看一面鏡子便夠了。而第二部分——輻射掉熱量——則不太直觀。
建筑物、樹木和人體都會以紅外線的形式向外輻射熱量——這也就是人們在夜視鏡中看到的怪異光芒。通常這種紅外輻射發(fā)生在波長介于6至30微米之間的一個廣泛的范圍中。由于空氣中的分子能夠吸收位于這一范圍頂部與底部的紅外線，因此輻射能夠加熱周圍的環(huán)境。然而，波長介于8到13微米的光線卻能夠穿過空氣進入寒冷的廣闊空間。
因此由帕洛阿爾托市斯坦福大學(xué)電氣工程師Shanhui Fan率領(lǐng)的研究小組，開始著手制造一種同時能夠很好地輻射長波長能量的反射鏡鍍層。他說：“并沒有天然材料，既能夠反射太陽波長又能夠輻射適當(dāng)長度的熱波長。”從而使其逃逸到大氣中去。
為了設(shè)計這樣一種材料，F(xiàn)an及其研究團隊制造出一種交替著二氧化硅（SiO2）和二氧化鉿（HfO2）的7層薄膜，總厚度不超過2微米。研究人員將這些薄膜放置在一個比薩餅盤大小的硅片上面，再在上面加上一個薄銀層，其作用相當(dāng)于一個初始的效果優(yōu)良的反射鏡。其中頭4層SiO2和HfO2非常薄，它們被設(shè)計用來反射沒有被銀層反射的幾乎全部的入射光線。而這5層薄膜總共能夠反射掉97%的入射能量。而另外3層薄膜——兩層較厚的SiO2被一個厚HfO2層所分開——的作用則相當(dāng)于一個散熱器，負責(zé)吸收來自下方的熱量，并以8到13微米的波長再次釋放這些能量。
在實驗中，研究人員把這種材料置于建筑物屋頂，它能同時把建筑物內(nèi)部的紅外光散射出去，并反射外部太陽光。在各種各樣的測試中，即便在全日照的情況下，這種涂層仍能夠使表面下的溫度冷卻5攝氏度。
Fan及其同事日前在《自然》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報告了這一技術(shù)成果。
Fan強調(diào)，幾乎所有能量技術(shù)的工作原理都是將熱量從一個熱的地方轉(zhuǎn)移至一個冷的地方。他說，對于這種新涂層而言，“垃圾場”則在空中，這是一個從地球的任何角落都很容易到達的地方。
Fan表示，輻射冷卻技術(shù)已應(yīng)用多年，在建筑物中很常見。但是他們研發(fā)的新型節(jié)能材料同時還反射可見光，能把這兩種技術(shù)結(jié)合起來是前所未有的。
加利福尼亞大學(xué)伯克利分校光電工程師Eli Yablonovitch表示：“這是一個非常新穎而簡單的想法?！钡@種新涂層是否足夠便宜從而能夠大面積推廣尚不得而知。Fan表示，現(xiàn)有的技術(shù)便能夠完成這項工作。他說，即便用這種新涂層覆蓋房頂不容易實現(xiàn)，這項技術(shù)依然可以帶來更好的空調(diào)系統(tǒng)，從而使那些余熱能夠被釋放到空中。（來源：中國科學(xué)報 趙熙熙）
