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建筑降温出新招,新型涂层材料崭露头角
2017-02-14 11:26:42 作者:本网整理 来源:材料牛

  在美国,传统的空调能耗占耗能总量的15%,你是否对这一现象有所察觉呢?这简单地说明我们每年在建筑降温上的花销是庞大的。为此,斯坦福大学的一只工程师团队想出了一种新的对策,通过使用超薄的多层纳米光子材料将外来热量反射回去,并将建筑内部热量导出到太空中,从而降低建筑物和地球的温度。

 

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  热量的传递有三种方式:传导,对流以及辐射。由斯坦福电子工程师范汕洄(Shanhui Fan)教授带头的研究团队提出了一种涂层材料,其类似于镜子,可以反射红外辐射以及太阳光,还可以将建筑内部的热量以辐射的方式导出至太空中。该研究团队将这个过程命名为光子辐射冷却。


  在该过程中,所使用的涂层材料是通过在银薄层基体上涂覆二氧化硅(SiO2)和氧化铪(HfO2)混合物而制得的。总共7层的涂层材料通过一种独特的方式结合,其厚度仅有1.8微米。据该团队透露,即使最薄的铝箔在这种结合层面前,也稍逊一色。然而,涂层厚度并未对它的性能有所影响;在红外辐射的同时,该材料能够完全反射太阳光。


  本质上来说,这种涂层在热学上就如财务负债表一样,一直在赤字运作。利用该涂层材料,将太阳光反射回去,并将室内热量导出,从而降低了建筑的温度。对涂层材料进行修饰后,其可以发射出不同频率的红外射线,因而不会与建筑物周围的空气发生共振,直接导出至大气层。虽然是在一个微小的水平上,但还是降低了地球温度。


  研究团队实验表明,该涂层材料可以反射97%的太阳光。利用光子辐射冷却过程,室内整体温度降低到了5℃。团队正在努力研发满足尺寸需求,且在现实生活中性能同样良好的涂层。截止目前,涂层可以达到披萨大小,并且在实验室已测试成功。据范教授所言,“对于每一个物体产生的热量,它们都必须将其及时处理掉,我们所做的就是提供了这样一种方式——利用寒冷的太空作为白天的散热器。”

 

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