廉價「塑料膜」幫你保持涼爽

世界範圍內，對降溫、冷卻的需求消耗了大量的能源。隨著人類活動導致的氣候變暖日益加劇，尋找更加綠色環保的降溫冷卻手段勢在必行。一項新的研究在這方面做出了有益的探索，利用輻射冷卻開發出廉價的冷卻手段。

任何溫度高於絕對零度的物體都會以電磁波的形式向環境中散發熱量，使得自身溫度降低，這就是通常所說的輻射冷卻。輻射冷卻實際上是一種頗為有效的冷卻方式，且不需要消耗外界能源，但之所以很難在實際生活中發揮作用，一方面是因為物體在散發熱量的同時通常也會吸收日光中的可見光和紅外線並將其轉化為熱能。總的結果往往是吸熱大於散熱，另一方面是由於物體散發出的熱量往往又會被環境中的其他物體吸收。

在2014年，來自美國斯坦福大學的研究人員成功開發出一種利用輻射冷卻來降溫的薄膜。這種薄膜利用周期性排列的兩種氧化物，一方面將對陽光的吸收降至最低，另一方面使得其散熱主要以波長在8-13微米的中紅外線進行。由於大氣層對中紅外線幾乎沒有吸收，因此這種裝置散發出的熱量會被傳遞到外太空，而不是被地表環境再次吸收。由於這兩方面的因素，這種薄膜不需要任何外界能源就可以起到很好的冷卻效果（見科學公園此前的報道：http://www.ikexue.org/archives/30300）。但這種薄膜加工成本較高，可能不利於大規模的應用。

來自美國科羅拉多大學的研究人員最近提出了一個更為廉價的解決方案：將二氧化硅的微球分散到透明的塑料中製成薄膜，再在塑料膜的一側鍍上厚度僅為200納米的銀的薄膜。由於塑料對日光的低吸收和銀的高反射率，整個薄膜對可見光和紅外線的吸收很低。與此同時，這種薄膜的散熱也主要通過中紅外線的形式對外輻射，因此散發出的熱量很難被環境再次吸收。測試表明，這種薄膜有著很好的降溫效果，而且生產成本很低，每平方米薄膜只需要25-50美分。研究人員表示，他們正在嘗試利用這種新型薄膜來實現建築的節能。

利用輻射冷卻來降溫的薄膜的實物照片（引自原論文）

報道：http://www.sciencemag.org/news/2017/02/cheap-plastic-film-cools-whatever-it-touches-10-c

論文：http://science.sciencemag.org/content/early/2017/02/08/science.aai7899/tab-pdf