智能屋頂涂層：能在夏季反射熱量，冬季阻擋熱量流失

2021-12-17 13:30:20來源：cnBeta.COM 關(guān)鍵詞：新材料閱讀量：22147

導(dǎo)讀：獲悉，來自伯克利實驗室的工程師們開發(fā)出了一種可根據(jù)天氣情況使建筑物保持更暖或更涼爽的屋頂涂料。

　　獲悉，來自伯克利實驗室的工程師們開發(fā)出了一種可根據(jù)天氣情況使建筑物保持更暖或更涼爽的屋頂涂料。當(dāng)天氣溫暖時，該材料會反射陽光和熱量，但這種輻射冷卻在冬季會自動關(guān)閉從而減少供暖和制冷的能源使用。

　　輻射冷卻系統(tǒng)的工作原理是將熱輻射(即熱量)從建筑物中吸引出來，然后發(fā)射到天空。因為大氣對這些波長是透明的，所以熱量直接逃逸到了太空。其他版本則使用反射表面如超白涂料將陽光和熱量反彈出去并使建筑物保持低溫。

　　然而雖然這些系統(tǒng)可能在夏季很好地保持你的房子涼爽，但它們在冬季也會保持涼爽。因此在新的研究中，該團(tuán)隊開發(fā)了一種涂層，當(dāng)水銀下降時可以自動切換到捕獲熱量。他們稱這種材料為溫度適應(yīng)性輻射涂層(TARC)。

　　這一技術(shù)的關(guān)鍵是一種叫做二氧化釩(VO2)的奇怪化合物。2017年，該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了VO2的一個不尋常的特性--當(dāng)它達(dá)到67°C時，該材料將導(dǎo)電而不導(dǎo)熱，這顯然違反了已知的物理學(xué)。

　　現(xiàn)在，該團(tuán)隊已將這一怪癖應(yīng)用于工作。其想法是，當(dāng)天氣變暖時該材料會吸收和發(fā)射熱紅外光，因此使其遠(yuǎn)離建筑物。但當(dāng)天氣涼爽時，這種材料對熱量是透明的，其允許它從太陽直接通過到建筑物。

　　研究小組使用2平方厘米的TARC薄膜貼片對該設(shè)備進(jìn)行了測試，并將其跟商業(yè)深色和白色屋頂材料的樣品進(jìn)行了比較。無線設(shè)備負(fù)責(zé)測量陽光直射和溫度的變化。

　　果然，TARC的效果出乎意料地好。根據(jù)測量，無論天氣如何，TARC都能反射約75%的陽光，并且當(dāng)環(huán)境溫度高于30°C時，它能將高達(dá)90%的熱量散發(fā)到天空。當(dāng)天氣冷卻到15°C以下時，TARC則反射出20%的熱量。

　　研究小組通過利用收集到的數(shù)據(jù)模擬了TARC在美國大陸15個不同氣候區(qū)的全年工作情況并估計美國普通家庭使用TARC可以節(jié)省多達(dá)10%的電費。

　　研究人員表示，TARC還可以作為一種溫度調(diào)節(jié)材料用于汽車、電子產(chǎn)品、衛(wèi)星，甚至帳篷或衣服的面料。

　　接下來，該團(tuán)隊將使用更大的TARC原型進(jìn)行實驗以測試它作為屋頂涂料的實用性。

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