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原始版本的超白涂料将其反射阳光的卓越能力归功于硫酸钡,一种用于相纸和化妆品的化合物。这是以不同大小的颗粒形式添加到混合物中,具有不同的散射光能力,使涂料能够发射更多进入的阳光光谱。
该材料的反射率为98.1%,远远超过了市面上拥有80-90%反射率的热反射涂料的反射率。在室外表面的测试中,研究小组发现,与周围环境相比,这种涂料可以大大降低它们的温度,并有可能产生与普通空调相当的冷却效果。但这种涂料确实有其缺点。
开发这种涂料的阮秀林说:“为了达到这种低于环境温度的辐射冷却水平,我们必须涂上一层至少400微米厚的涂料。如果你要给一个坚固的固定结构上漆,如建筑物的屋顶,那是没问题的。但是在有精确尺寸和重量要求的应用中,涂料需要更薄更轻。”
因此,阮秀林和他的团队想出了一个新的配方。这种新材料以六方纳米颗粒形式的氮化硼为特征,提供97.9%的太阳反射率,因此比原来的材料略低,但在只有150微米厚的层中做到了这一点。这种新涂料不仅更薄,而且密度更低,因此重量减少了约80%。
普渡大学机械工程系教授George Chiu说:“这种轻量为各种应用打开了大门。现在这种涂料有可能冷却飞机、汽车或火车的外部。在炎热的夏天,一架飞机停在停机坪上,将不必像以前那样努力运行空调来冷却内部,从而节省大量的能源。航天器也必须尽可能地轻,而这种涂料可以成为其中的一部分。”
科学家们说,他们目前正在讨论将他们的涂料商业化,并且已经为该技术申请了专利,对其可能性充满热情。
“使用这种涂料将有助于冷却表面,大大减少对空调的需求,”阮秀林说。“这不仅可以省钱,而且可以减少能源使用,从而减少温室气体排放。而且与其他冷却方法不同,这种涂料将所有的热量辐射到深空,这也直接冷却了我们的地球。一种涂料能做到这些,是相当令人惊奇的。”
这项研究发表在《细胞报告物理科学》杂志上。
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