中國粉體網(wǎng)訊 近日，香港城市大學(xué)曹之胤研究員、香港理工大學(xué)王鉆開教授合作開發(fā)了一款新型陶瓷形式的被動輻射制冷材料（簡稱：制冷陶瓷），該項研發(fā)深度挖掘了被動輻射制冷技術(shù)在實際應(yīng)用上的潛能，將輻射制冷技術(shù)從學(xué)術(shù)研究真正推向規(guī)�；膶嶋H應(yīng)用。
白色制冷陶瓷及有色制冷陶瓷
被動輻射制冷技術(shù)，作為一項綠色環(huán)保、零耗能的制冷技術(shù)，是近年來備受關(guān)注的新興技術(shù)。其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，覆蓋了從戶外設(shè)施到建筑樓宇等多個領(lǐng)域，并具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，輻射制冷材料的研發(fā)難以同時兼顧制冷效率和實用性，這也是研究人員一直想要攻克的的技術(shù)難點(diǎn)。
為了更高效地利用輻射制冷技術(shù)降低制冷能耗，提高材料的太陽光反射是研發(fā)重點(diǎn)。輻射制冷效果好壞取決于材料表面的兩個光學(xué)性能：首先是太陽光波段的反射率，這決定了輻射制冷材料阻絕太陽光熱吸收的能力。再者是中紅外波段的輻射率，這決定了輻射制冷材料透過大氣層向外太空的輻射散熱能力。
該團(tuán)隊從一種超白昆蟲得到靈感，利用散射理論模型，進(jìn)一步優(yōu)化了多級多孔結(jié)構(gòu)，使其在全太陽光波段上高效地散射光線。通過相變和高溫?zé)Y(jié)的工藝方法，成功制備出有優(yōu)化多級多孔結(jié)構(gòu)的氧化鋁陶瓷材料，即制冷陶瓷。
使用氧化鋁制備冷陶瓷的優(yōu)勢在于：首先，氧化鋁的帶隙超過太陽光中最高能量光子，即紫外光，制冷陶瓷可將太陽光的吸收控制在最低限度；其次，折射率使太陽光在多級多孔結(jié)構(gòu)中更有效地發(fā)生散射。在雙重因素作用下，制冷陶瓷表現(xiàn)出的99.6%的太陽光反射率，突破當(dāng)前輻射制冷領(lǐng)域記錄，且具備96.5%的高中紅外輻射率。在光學(xué)性能上，制冷陶瓷已經(jīng)走在輻射制冷領(lǐng)域前沿。
為驗證制冷陶瓷降低能耗的潛力，研究團(tuán)隊在香港地區(qū)將制冷陶瓷鋪設(shè)在建筑模型的屋頂上，不開空調(diào)的情況下，鋪設(shè)制冷陶瓷的建筑模型室內(nèi)溫度最高降幅可達(dá)2.5攝氏度。而在開空調(diào)的情況下，鋪設(shè)制冷陶瓷的建筑模型的空調(diào)耗能更是減少達(dá)20%以上 。
制冷陶瓷除了在制冷方面表現(xiàn)優(yōu)異，其還具有多樣的功能性：
1）強(qiáng)大的機(jī)械性能。得利于氧化鋁本身的穩(wěn)定性，制冷陶瓷能夠承受超過1000攝氏度的高溫，并具備滿足建筑外墻應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械強(qiáng)度。
2）超疏水性。制冷陶瓷能夠維持超疏水性，這賦予了制冷陶瓷材料防水，防附著的自清潔能力。
3）耐用性強(qiáng)。全無機(jī)材料制成的制冷陶瓷解決了在含有有機(jī)聚合物的輻射制冷材料上難以避免的紫外老化問題，意味著制冷陶瓷更耐用。
最后，研究團(tuán)隊基于白色的制冷陶瓷，還研制了不同顏色的制冷陶瓷，進(jìn)一步拓展了應(yīng)用的受眾和場景。相比市面上普通的有色瓷磚，有色制冷陶瓷能夠在呈現(xiàn)相同顏色的情況下達(dá)到更高的近紅外反射率，從而顯著降低太陽照射下所產(chǎn)生的熱負(fù)荷。
來源：納米人、創(chuàng)冷科技 i2Cool
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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