斯坦福研发多彩新涂料能阻挡热量使夏季更凉爽、冬季更温暖

来源：cnBeta 　2023-08-15 16:56:38

(资料图片)

供暖和制冷占我们能源消耗和环境影响的很大一部分，因此能够被动控制室内气候的系统非常重要。现在，斯坦福大学的科学家们创造出了一种新型涂料，它可以阻挡热量进入或散发，而且可以制成各种颜色。

用新型红外线阻隔涂料涂刷的一系列物体，展示了它的各种颜色图/彭雨灿

随着气温变得越来越极端，人们在盛夏和寒冬会更频繁地躲进室内，吹空调或开暖气。但令人沮丧的是，这些耗能系统只会让问题变得更糟。

因此，为了减轻一些压力，科学家们一直在研究能为建筑物或车辆被动加热或降温的材料和涂层。一些材料通过反射太阳光来工作，而另一些则利用辐射冷却将热量以红外波的形式发射到天空中。

在这项新的研究中，斯坦福大学的研究小组开发了一种新型涂料，它能显著阻隔热量，使建筑物内部根据需要保持温暖或凉爽，而不会消耗大量能源。对于那些可能对反光超白涂料望而却步的审美人士来说，这种涂料还有多种颜色可供选择。

这种新型涂料由两层组成。下层含有铝片，能反射高达 80% 的红外线辐射，防止热量透过铝片。在这层之上，是一层对红外线透明的超薄外层，由不同颜色的无机纳米颗粒组成。研究人员的想法是，这种涂料可以涂在建筑物的外部，在夏天隔绝热量，而在冬天则可以涂在内部墙壁上，更好地保持室内热量。

研究小组测试了白色、蓝色、红色、黄色、绿色、橙色、紫色和深灰色的油漆样品，发现每种油漆对中红外光的反射能力都比相同颜色的传统油漆强 10 倍左右。在实验室实验中，新型油漆的加热能耗降低了约 36%，制冷能耗降低了 20% 以上。接下来，研究人员对美国各地不同气候条件下的中型公寓楼进行了模拟实验，这些公寓楼内外都涂上了新材料，结果发现，一年下来，供暖和制冷的总能耗下降了约 7.4%。

此外，他们还对涂料的耐久性进行了测试，结果发现这些涂料具有防水性，在 80 °C （176 °F）的高温或 -196 °C （-321 °F）的低温下暴露一周后，其性能也没有任何下降。高酸度和低酸度环境对它们的影响也不大。

研究人员说，经过进一步调整，这种新型涂料可以成为被动式气候控制的关键工具，减少对高能耗的暖通空调系统的依赖。

这项研究发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

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