一种超级隔热材料-反射多达98%太阳辐射热烈的超白涂料

发布时间:2022-09-11 12:03:10 来源:kok竞彩APP下载 作者:kok官方体育app苹果

  相信大家对热反射涂料不陌生。热反射隔热涂料可令被涂物在太阳光照射下产生温度调节效果的涂料称为热反射涂料,包括太阳能屏蔽涂料、太阳热反射涂料、太空隔热涂料、节能保温涂料、红外伪装降温涂料等。将热反射涂料涂覆在屋面上,可以有效的反射太阳辐射热,减少热量通过屋面板的传播,进而降低顶层房屋的室内负荷。

  我国南方夏季炎热,建筑节能对屋面隔热要求较高,很多厂家纷纷推出了热反射涂料产品,甚至要替代保温材料。普通的热反射涂料能实现的热量反射效果是有限的,但是今天我们分享的国外一则新消息,一种超级反射热涂料产品,将在炎热地区建筑节能领域发挥重要作用。

  由加州大学洛杉矶分校材料科学家领导的一个研究小组展示了制造超白涂料的方法,这种涂料能反射多达98%来自太阳的热量。这一进展展示了设计涂料的实用途径,如果用于屋顶和建筑物的其他部分,可以大大降低冷却成本,超过标准白色“冷屋顶”涂料所能达到的水平。

  这些发现是通过被动的白天辐射冷却来保持建筑物凉爽的一个重要而实际的步骤——这是一个自发的过程,在这个过程中,表面反射阳光,并将热量辐射到空间,冷却到潜在的低于环境的温度。这可以降低室内温度,有助于减少空调的使用和相关的二氧化碳排放。

  他说:“在炎热晴朗的日子里,如果你穿白色t恤,你会觉得比穿深色t恤更酷——因为白色t恤能反射更多的阳光,对建筑来说也是如此。”拉曼光谱,材料科学与工程助理教授加州大学洛杉矶分校萨缪尔工程学院研究的主要研究者。“漆成白色的屋顶比深色的屋顶更凉爽。但是这些颜料还有别的作用:它们排斥红外线波长的热量,而我们人类用肉眼是看不见的。这可以让建筑物通过辐射冷却冷却得更多。”

  在中午的阳光下,研究人员开发的超白色涂料(标记为EL1和EL3)仍然比传统的白色涂料(右上角,标记为EL2)要冷得多,这可能会导致建筑节能更高。照片来自:Jyotirmoy Mandal。

  目前性能最好的白色涂料通常反射大约85%的入射太阳辐射。剩余部分被油漆的化学成分吸收。研究人员显示,对涂料成分的简单修改可以带来显著的飞跃,反射高达98%的辐射。

  目前具有高太阳反射率的白色涂料使用氧化钛。虽然这种化合物对大多数可见光和近红外光有很强的反射性,但它也能吸收紫外光和紫外光。这种化合物的紫外吸收特性使其在防晒乳液中很有用,但它们也会导致阳光下的发热——这阻碍了建筑物尽可能保持凉爽。

  研究人员研究了用廉价易得的成分代替氧化钛,如重晶石(一种艺术家的颜料)和聚四氟乙烯(更为人所知的是特氟隆)。这些成分有助于油漆反射紫外线。该团队还对涂料的配方做了进一步的改进,包括降低聚合物粘合剂的浓度,这种粘合剂也能吸收热量。

  加州大学洛杉矶分校博士后学者说:“这可能产生的潜在冷却效益可能在不久的将来实现,因为我们提出的修改是在油漆和涂料行业的能力范围内。”Jyotirmoy Mandal,施密特科学研究员,在拉曼研究小组和该研究的合作作者。

  除了这一进展,作者还提出了进一步研究的几个长期意义,包括绘制这种涂料能产生影响的地图,研究污染对辐射冷却技术的影响,以及在全球范围内,如果它们能削弱地球自身反射太阳热量的能力。

  研究人员还注意到,许多城市和政府,包括加利福尼亚州和纽约市,已经开始鼓励新建筑使用冷屋顶技术。

  曼达尔说。他研究冷却涂料技术已有数年时间。他说:“我们希望这项工作能激发未来在超白涂料方面的创新,不仅能节约建筑能源,还能减轻城市热岛效应,甚至可能展示一种实用的方法,如果在全球范围内大规模应用,可能会影响气候变化。”“这需要光学、材料科学和气象学等不同领域的专家,以及来自工业和政策部门的专家进行合作。”