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中美學者研發出新的玻璃涂料,涂在窗戶上可以降低室溫

發布時間:2018-11-17 瀏覽量:2031 來源:好奇心日報
玻璃涂料
 
10月8日,聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發布報告稱,大量證據表明,《巴黎協定》設定的控制升溫 2℃ 的目標已不再安全,更不用說按照目前的情況升溫可能會高達 5℃。為了避免更大的負面影響,人類應更快采取更大的減排行動,將 21 世紀地球升溫控制在 1.5℃ 以內。
 
聯合國計劃在 2019 年批準一項新協議《Kigali Amendment》。它將進一步加強綠色倡導協議,即“削減”世界各地在冰箱、空調和其他產品中使用導致氣候變暖的氣體。
 
縱使空調不再添加氯氟烴(CFC),它運轉起來也要耗電并排放大量炙熱的氣體,加重炎夏的高溫困擾。麻省理工學院和香港大學的學者開發出了一種新型的窗戶涂料,希望通過物理手段來自動降低屋內溫度,減少人們對空調的依賴。
 
這種窗戶涂料可以在 32℃ 以下的環境中保持絕對透明,當氣溫超過這一界限時,它會自動呈現出如同磨砂玻璃一般半透明的質感。通過這種變化,它能夠阻隔最高 70% 的太陽熱量,降低室內溫度和空調負荷。
 
為了最大限度地阻止熱量,研究人員將大量直徑 500 納米的充水球體插入到了標準的聚合材料中。在大約 29℃ 的環境下,球體開始收縮,擠出液體并迫使聚酯纖維靠得更近。這使得玻璃具有了磨砂外觀,在阻擋熱量的同時,保證室內仍然可以獲得足夠的可見光。
 
為了測試該材料的作用,該團隊創建了一個小型實驗室并用太陽模擬器照射它。在正常情況下,太陽模擬器的炙烤使得室內溫度升高到了 39℃;在涂覆隔熱膜之后,室內溫度降低到了 34℃。研發人員介紹說,雖然這看起來似乎區別不大,但也會大大減少空調的電力消耗,進而減少煤電的污染。
 
這種薄膜的材質類似于家用保鮮膜,因此可以很容易地應用于任何窗戶。“這項研發最大的優勢之一即是使用了常見材料,提高了產品的適用性,降低了制造難度。”香港大學機械工程教授尹曉波(音)說。研究人員還在調整薄膜的配方,嘗試進一步改善隔熱性能。目前該研究成果離大規模生產銷售還有一定距離。
 
通過為窗戶貼膜來降低室溫只是近年來眾多相關研究中的一例。今年 7 月《僑報網》報道稱,中國材料工程師開發出了一種新型窗戶涂料,這種新涂料既能夠調節溫度也能夠發電。
 
報道稱,華南理工大學材料學與工程學教授葉軒立的團隊研發出的涂層可以在允許光線照射的同時濾除紅外波長,并將太陽能轉換為電能。這種涂料的材質比上文所提到的“保鮮膜”材質要復雜得多,制作難度也要更大。
 
這種涂料中含有半透明光伏電池,既可讓可見光穿過涂料,又可過濾掉能夠制熱的紅外線波長,讓建筑物對加熱和冷卻系統的依賴減少 50%,還可讓建筑從太陽光的近紅外線中獲取能量。同樣,這一研究成果尚停留在實驗室層面,離大規模制造生產還有距離。

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