夜間氣溫下降是一個基本事實，這會損壞農作物、設備和基礎設施。一個科學家團隊創造了一種新型薄膜，它能選擇性地吸收和反射不同波長的紅外線，從而有效地為物體保暖，可幫助保護農作物和基礎設施免受隔夜低溫的破壞。

地球的大氣層對某些紅外線波長（即熱能）是透明的，這意味著它們可以直接穿過大氣層，進入極度寒冷的太空。科學家正在利用這一現象為建築物開發輻射冷卻系統，但這也是地表溫度在一夜之間急劇下降的原因。

這些溫度波動以及霜凍和露水等後續影響會損壞農作物、電線以及其他暴露在自然環境中的設備和基礎設施。主動升溫通常需要使用加熱器，不僅消耗能源，還會對環境造成巨大影響。

但在一項新的研究中，中科院的科學家們創造了一種被動式工作的輻射加熱系統。研究小組創造了一種奈米光子薄膜，它可以選擇性地反射和吸收不同波長的光，從而最大限度地為所覆蓋的物體提供溫暖。關鍵在於反射大氣透明的8 至14 微米範圍內的波長，同時吸收5 至8 和14 至16 範圍內的波長（輻射波段）。

這種薄膜由五層超薄的鍺和硫化鋅交替製成。這些材料在透明窗口的反射率為0.91，在輻射波段的吸收率為0.7。在室外測試中，薄膜成功地使覆蓋表面比反射所有波長的表面保暖2.1 °C（3.8 °F），比吸收所有波長的表面保暖4.4 °C（7.9 °F）。

這聽起來像是毯子或其他基本覆蓋物可以解決的問題，但研究小組表示，這種技術在保護易受損傷的表面和物體方面要有效得多。此外，如果將這種技術安裝在建築物上，就能讓建築物在一夜之間保持舒適的溫度，同時也能節省一大筆能源費用。

這項研究發表在《光： 科學與應用》雜誌。