美科學家開發降溫新材料 將成抗暖化福音

《重點摘要》根據「科學」(Science)期刊,科學家已經發明出一種超薄的新材料,不必耗費能源,就可以幫物體擋掉日曬的熱度,讓表面維持冷卻,達到降低物體溫度的效果。而且這種材料成本低廉,適合大規模生產應用。可能運用範圍包括取代冷卻水循環系統、做為熱帶地區蓋房子的材料、手機與電腦的包膜素材以免過熱,以及貼在屋頂上取代空調。
根據「科學」(Science)期刊,科學家已經發明出一種超薄的新材料,不必使用傳統冷氣或耗費能源,就可以幫物體擋掉日曬的熱度,讓表面維持冷卻,而且最讓人期待的是,這種材料成本低廉,適合大規模生產應用。
在地球飽受暖化威脅的環境下,這種環保的降溫方式可謂人類一大福音。這種玻璃聚合混合材料的厚度僅50微米(相當於0.005公分),只比鋁箔厚一點,而且製造成本十分便宜,每平方公尺0.5美元,和塑料價格差不多。
本研究作者、科羅拉多大學波爾德分校華裔教授尹曉波(Xiaobo Yin,音譯)說:「我們認為,由於這種輻射降溫技術的製程成本低,應用到真實世界後,將帶來劃時代的改變。」
這種材料能夠以紅外線輻射的形式驅散太陽造成的熱能,達到降低物體溫度的效果,因此能讓建築物或物體保持涼爽。如果鍍上一層金屬薄膜,還可以把太陽光反射走,因此降溫效果更明顯,研究顯示降溫幅度可以多達攝氏10度。
相較下,水泥、瀝青及金屬等多數的建材,在日間會從太陽吸收可見的、與近紅外線光,提高會刺激分子的能量,接著提高熱度,隨著時間過去,會再以波長較長的光子散發出能量。
在實地測試中,這種材質冷卻的效能,相當於類似地區運用太陽能板的發電量,且不管晝夜都能降溫。此一新材料潛在的應用範圍很廣,像是能延長太陽能板的使用壽命,因為太陽能板若能較低溫的環境下運作,運作效率較佳。
再舉個例子,汽力(thermoelectric)發電廠通常需要大量的水資源和電力,來維持機器運作的溫度,如果能在設備上覆蓋這種新材質,就能省下不少能源和金錢。
尹曉波說,只要能為設備降溫攝氏幾度,發電效率就能提高一兩個百分點,「是一大躍進」。本研究共同作者、懷俄明大學土木和建築工程學教授譚剛(Gang Tan,音譯)說:「只要在屋頂上放置10到20平方公尺這樣的材質,就能讓一個家庭整個夏天都享有涼爽的環境。」
進行這項研究的科學家說,當初進行研究,是想為當代人類的房屋空調和大型電廠的冷卻方法,尋找更節能環保的方法。
其實早在2014年,已經有史丹佛大學學者在實驗室製造出一種能把幾乎所有光線反射掉的材料,在烈日下可以讓接觸的物體降溫攝氏5度,但因為製造成本高昂,難以大規模推廣。但如今這種新問世材料不僅價格低廉,也容易量產。中國媒體報導,研究人員已經在實驗室製造出材料生產線。
地球暖化是近來全球都想處理的一大課題,去年生效的巴黎氣候協定便是為此而生,這種維持冷卻的技術可望成為解決地球暖化的其中一個探索方向。研究人員正在努力讓這個技術商業化,這種技術的可能運用範圍包括取代冷卻水循環系統、做為熱帶地區蓋房子的材料、手機與電腦的包膜素材以免過熱,以及貼在屋頂上取代空調。
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圖片來源:University of Colorado Boulder
資料來源:經濟日報