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新型聚合物涂层能用小小气孔为建筑物降温

2017-11-30 10:36:00 栏目 : 科学探索 围观 : 评论

据外媒报道,在世界很多地方特别是发展中国家,对于那里的人来说空调既不实用也不负担不起,为此他们经常会把建筑物的屋顶涂成白色以此来反射阳光从而使建筑物保持凉爽。这是一种被称为被动日间辐射冷却的方法,现在,一种新的类油漆聚合物可以使这种方法变得更加有效。

传统白色涂料的问题在于,它通常含有吸收紫外线的颜料,而这些颜料并不擅长反射较长的太阳波长。来自哥伦比亚大学的一个研究小组开发出了一种不含这种颜料的材料,另外这种多孔材料还利用了极小的空气袋。

这些都是通过一个由聚合物、溶剂和水组成的透明溶液开始的过程产生,然后它们被涂抹到一个表面--这个表面可以是屋顶、建筑物的外墙、水箱或任何其他需要保持凉爽的东西。随着溶剂的蒸发,水在聚合物中形成小水滴。一旦这些水蒸发,留下的则是无数微小的气孔(如下图所示),它们能让聚合物呈现出亮白色。

由于它们与周围聚合物的折射率不同,阳光所有波长都被这些空隙有效地散射和反射。在现场测试中,聚合物涂层可以反射掉超96%的入射阳光,从而将太阳能加热降到最低。此外,这种材料还表现出了很高的热放射率,它能向天空放射约97%的热量。

在亚利桑那州沙漠气候的测试中,这种涂层能将温度降低6摄氏度,在孟加拉国的热带气候下则能降低3摄氏度。

如果用户不想把所有的东西都涂成白色,那么可以在该聚合物中加入彩色染料,而聚合物在很大程度上仍旧能保持其反光特性。虽然科学家们特别使用了聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P(VdF-HFP)HP) 聚合物,但实际上还有其他许多聚合物也都能制作出这种涂层,进而使得制造商能够最大限度地发挥生态友好性和生物相容性等因素。

这项研究的首席科学家Yuan Yang表示,现在是为可持续发展人类开发有前景的解决方案的关键时刻,对于现在找到的这一进展他们感到非常高兴。

相关研究报告已发表在《科学》上。

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