科学家发明智能屋顶涂层：冬暖夏凉

• 2021-12-17 12:07:09 来源：cnBeta

获悉，来自伯克利实验室的工程师们开发出了一种可根据天气情况使建筑物保持更暖或更凉爽的屋顶涂料。当天气温暖时，该材料会反射阳光和热量，但这种辐射冷却在冬季会自动关闭从而减少供暖和制冷的能源使用。

辐射冷却系统的工作原理是将热辐射（即热量）从建筑物中吸引出来，然后发射到天空。因为大气对这些波长是透明的，所以热量直接逃逸到了太空。其他版本则使用反射表面如超白涂料将阳光和热量反弹出去并使建筑物保持低温。

然而虽然这些系统可能在夏季很好地保持你的房子凉爽，但它们在冬季也会保持凉爽。因此在新的研究中，该团队开发了一种涂层，当水银下降时可以自动切换到捕获热量。他们称这种材料为温度适应性辐射涂层(TARC)。

这一技术的关键是一种叫做二氧化钒(VO2)的奇怪化合物。2017年，该团队发现了VO2的一个不寻常的特性--当它达到67°C时，该材料将导电而不导热，这显然违反了已知的物理学。

现在，该团队已将这一怪癖应用于工作。其想法是，当天气变暖时该材料会吸收和发射热红外光，因此使其远离建筑物。但当天气凉爽时，这种材料对热量是透明的，其允许它从太阳直接通过到建筑物。

研究小组使用2平方厘米的TARC薄膜贴片对该设备进行了测试，并将其跟商业深色和白色屋顶材料的样品进行了比较。无线设备负责测量阳光直射和温度的变化。

果然，TARC的效果出乎意料地好。根据测量，无论天气如何，TARC都能反射约75%的阳光，并且当环境温度高于30°C时，它能将高达90%的热量散发到天空。当天气冷却到15°C以下时，TARC则反射出20%的热量。

研究小组通过利用收集到的数据模拟了TARC在美国大陆15个不同气候区的全年工作情况并估计美国普通家庭使用TARC可以节省多达10%的电费。

研究人员表示，TARC还可以作为一种温度调节材料用于汽车、电子产品、卫星，甚至帐篷或衣服的面料。

接下来，该团队将使用更大的TARC原型进行实验以测试它作为屋顶涂料的实用性。

标签： tarc 热量 建筑物 屋顶 涂层 天气 涂料 阳光 温度 材料

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