新型工程材料可为屋顶结构零能耗降温

科罗拉多大学博尔德分校的工程师团队开发了一种可伸缩的超材料，这种超材料是一种自然界中未发现的非凡性能的工程材料，可以用作结构的空调系统。它具有即使在阳光直射下也能以零能耗和水消耗来冷却物体的能力。

当应用于表面时，超材料膜通过有效地将入射的太阳能反射回太空而同时允许表面以红外热辐射的形式散发自身的热量，从而冷却了下方的物体。

今天在《科学》杂志上描述的这种新材料可以为热力发电厂提供一种环保的补充冷却方法，目前这些热力发电厂需要大量的水和电来维持其机械的工作温度。

研究人员的玻璃-聚合物混合材料厚度仅为50微米(比厨房中的铝箔略厚)，并且可以在卷筒上经济地制造，这使其成为适用于住宅和商业应用的大规模可行技术。

“我们认为这种低成本的制造工艺将对这种辐射冷却技术的实际应用产生革命性的影响，”该研究的共同负责人兼助理教授尹晓波说，他在CU Boulder的机械工程系担任双重职务。以及材料科学与工程计划。Yin于2015年获得DARPA青年教师奖。

该材料利用了被动辐射冷却技术，通过该过程物体可以自然地以红外线辐射的形式散发热量，而无需消耗能量。热辐射提供了一些自然的夜间制冷，并在某些地区用于住宅制冷，但是从历史上看，白天制冷一直是一个更大的挑战。对于暴露在阳光下的结构，即使是少量直接吸收的太阳能也足以抵消无源辐射。

当时，CU Boulder研究人员面临的挑战是创造一种可以提供一两个冲头的材料：将入射的太阳光反射回大气层，同时仍提供逃逸红外辐射的方法。为了解决这个问题，研究人员将可见散射但具有红外辐射的玻璃微球嵌入到聚合物薄膜中。然后，他们在下面添加了一层薄银涂层，以实现最大的光谱反射率。