Ningbo Paint and Coating Industry Association
供暖和制冷占我們能源消耗和環(huán)境影響的很大一部分,因此能夠被動(dòng)控制室內(nèi)氣候的系統(tǒng)非常重要。近期,美國斯坦福大學(xué)科學(xué)家發(fā)明了一種新型涂料,它可以阻擋熱量進(jìn)入或散發(fā),可使房屋和其他建筑在夏天保持涼爽,冬天保持溫暖,從而顯著減少能源使用,降低溫室氣體排放。而且可以制成各種顏色。相關(guān)論文刊發(fā)于14日出版的《美國國家科學(xué)院院刊》。

圖片涂上新涂料的各種不同形狀和材質(zhì)的物體。圖片來源:斯坦福大學(xué)
隨著氣溫變得越來越極端,人們?cè)谑⑾暮秃瑫?huì)更頻繁地躲進(jìn)室內(nèi),吹空調(diào)或開暖氣。但令人沮喪的是,這些耗能系統(tǒng)只會(huì)讓問題變得更糟。因此,為了減輕一些壓力,科學(xué)家們一直在研究能為建筑物或車輛被動(dòng)加熱或降溫的材料和涂層。一些材料通過反射太陽光來工作,而另一些則利用輻射冷卻將熱量以紅外波的形式發(fā)射到天空中。
在這項(xiàng)新的研究中,斯坦福大學(xué)的研究小組開發(fā)了一種新型涂料,它能顯著阻隔熱量,使建筑物內(nèi)部根據(jù)需要保持溫暖或涼爽,而不會(huì)消耗大量能源。對(duì)于那些可能對(duì)反光超白涂料望而卻步的審美人士來說,這種涂料還有多種顏色可供選擇。
研究資深作者、斯坦福國家加速器實(shí)驗(yàn)室(SLAC)教授崔屹指出,目前的低輻射率涂料通常呈金屬銀或灰色,由于不夠美觀而限制了其使用。新發(fā)明的涂料擁有分開使用的兩層:鋁片的紅外反射底層,以及用各種顏色的無機(jī)納米顆粒制成的超薄紅外透明上層。
下層含有鋁片,能反射高達(dá)80%的紅外線輻射,防止熱量透過鋁片。在這層之上,是一層對(duì)紅外線透明的超薄外層,由不同顏色的無機(jī)納米顆粒組成。研究人員的想法是,這種涂料可以涂在建筑物的外部,在夏天隔絕熱量,而在冬天則可以涂在內(nèi)部墻壁上,更好地保持室內(nèi)熱量。
測(cè)試顯示,在人工寒冷環(huán)境實(shí)驗(yàn)中,新涂料將用于加熱的能量減少了約36%;在人工暖環(huán)境中,將冷卻所需能量減少了近21%。該涂料兩層都防水,可應(yīng)用于潮濕環(huán)境。用濕布或水沖洗即可清潔涂料表面。此外,在高溫(80℃)、低溫(-196℃)以及高酸性等環(huán)境中連續(xù)暴露一周后,涂料的性能和美觀性也絲毫無損。
為了隔熱,新涂料可涂于外墻和屋頂。大部分紅外光會(huì)穿過其顏色層,被下層反射,然后以光的形式返回,而不會(huì)被建筑材料作為熱量吸收。為了將熱量保持在室內(nèi),涂料也可涂于內(nèi)墻,下層會(huì)再次反射紅外光,在空間中傳遞能量。
研究人員說,經(jīng)過進(jìn)一步調(diào)整,這種新型涂料可以成為被動(dòng)式氣候控制的關(guān)鍵工具,減少對(duì)高能耗的暖通空調(diào)系統(tǒng)的依賴。據(jù)悉,這種涂料還可應(yīng)用于建筑以外的地方,例如可涂覆用于冷藏運(yùn)輸?shù)目ㄜ嚭突疖囓噹蠓鶞p少冷藏成本在運(yùn)輸預(yù)算中的占比。(科技日?qǐng)?bào)、cnBeta)
來源:涂界