科学家研发新涂料 可让汽车等物体表面温度低于环境温度

据外媒报道，美国普渡大学的科学家们研发了一种白色涂料，即使在阳光直射的情况下，其温度也会低于周围的环境温度。此种辐射冷却技术可用于商用涂料，且制造成本低，能够被动地将到达表面的95.5%的阳光反射回太空。相比之下，目前市场上的商用“拒热涂料”只能反射80%至90%的太阳辐射，无法让物体表面的温度低于环境温度。

冷却实验(图片来源：普渡大学)

在夏季以及气候温暖的地区，大多数的建筑物都依赖传统的空调系统将热量由室内环境传递到室外。此类系统需要能源以释放出多余的热量，最终将城市变成了“热岛”，加剧了气候危机。不过，尽管自20世纪70年代以来，科学家们就一直在寻找辐射冷却涂料，但此前研发的涂料无法反射足够的阳光，无法成为可行的商业化替代品，以代替传统空调。

为了研发商用辐射冷却涂料，科学家采用了一种地球上储量十分丰富的化合物——碳酸钙填料，而不是标准的二氧化钛粒子，因为该填料有巨大的能带间隙(价电子带和导带电子底部之间的能量差异)，可帮助将该涂料将吸收的紫外线的量降至最少。研究人员还利用高浓度(60%)粒子来促进阳光散射，并采用了各种尺寸的粒子而不是单一尺寸的粒子来高效散射宽带。

为了证明此类改变如何很好地改进了该涂料的辐射冷却功能，研究人员在印第安纳州West Lafayette进行了为期两天的冷却实验。该涂料样品在夜间会比环境温度低10摄氏度，在太阳光直射时会比周围环境温度低至少1.7摄氏度。然后，研究人员进行了第二次实验，在一个图案的一部分涂上了该款新涂料，在图案的另一部分涂上了厚度相同的商用白色涂料。采用红外摄像头可以看到，基于碳酸钙制成的丙烯酸涂料在阳光直射下的温度比同类产品更低。

研究人员预计，该项技术可能会惠及各种行业，如住宅与商业建筑、数据中心、仓库、食品存储、汽车、户外电气设备、军事基础设施以及多功能车灯。此种涂料可以直接涂在建筑物上，以降低冷却成本。由于该涂料没有金属成分，电信公司还可以用其来防止户外设备过热，这也是实现5G网络的重要一步。

下一步，研究人员计划对该涂料进行长期的可靠性研究，测试该涂料的抗紫外线、灰尘、表面附着力、防水和清洁剂等功能，以确保其可投入商用。