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科學家開發出「冷卻玻璃」 可將熱量釋放到太空以應對氣候變遷

科學家開發出「冷卻玻璃」 可將熱量釋放到太空以應對氣候變遷

2023-12-19 Comments 0 Comment

當一種新塗層應用於外表面時,可以減少空調的使用並應對氣候變遷。馬裡蘭大學的研究人員創造了一種創新的“冷卻玻璃”,旨在無需使用電力即可降低室內溫度。這種開創性的材料透過利用外太空的寒冷來發揮作用。

這項新技術是一種微孔玻璃塗層,發表在《科學》雜誌上的一篇論文中,可以將其下方材料的溫度在中午降低3.5 攝氏度,並有可能減少中層公寓樓的年碳排放量。據材料科學與工程系傑出大學教授胡良兵領導的研究小組稱,這一比例為10%。

塗層有兩種作用:首先,它反射高達 99% 的太陽輻射,阻止建築物吸收熱量。更有趣的是,它以長波紅外線輻射的形式向冰冷的宇宙中釋放熱量,那裡的溫度通常在攝氏 -270 度左右,或僅比絕對零度高幾度。

在一種被稱為「輻射冷卻」的現像中,空間有效地充當了建築物的散熱器; 他們利用新的冷卻玻璃設計以及所謂的大氣透明窗(電磁頻譜的一部分,穿過大氣層而不提高其溫度)將大量熱量傾倒到遠處無限寒冷的天空中。 (同樣的現象使地球能夠自行冷卻,特別是在晴朗的夜晚,儘管其排放強度比馬裡蘭大學開發的新玻璃的排放強度要低得多。)

研究的第一作者、助理研究科學家趙新鵬說:「這是一項改變遊戲規則的技術,簡化了我們保持建築物涼爽和節能的方式。這可以改變我們的生活方式,幫助我們更好地照顧我們的家園和地球。”

與先前的冷卻塗層嘗試不同,UMD 開發的新型玻璃具有環境穩定性,能夠耐受水、紫外線輻射、污垢,甚至火焰,可承受高達 1000 攝氏度的溫度。該玻璃可應用於瓷磚、磚塊和金屬等各種表面,使該技術具有高度可擴展性並可廣泛使用。

團隊使用細磨玻璃顆粒作為黏合劑,從而避免使用聚合物並增強其在戶外的長期耐用性。他們選擇的粒徑是為了最大限度地發射紅外線熱量,同時反射陽光。

冷卻玻璃的開發符合全球減少能源消耗和應對氣候變遷的努力,並指出最近的報導稱,今年的 7 月 4 日可能是 125,000 年來全球最熱的一天。

「這種『冷卻玻璃』不僅僅是一種新材料,它還是解決氣候變遷的關鍵部分,」他說。 “透過減少空調的使用,我們正在朝著減少能源使用和減少碳足跡邁出重大一步。 它展示了新技術如何幫助我們建立一個更涼爽、更環保的世界。”

威斯康辛大學麥迪遜分校電機與電腦工程系的機械工程教授 Jelena Srebric 和 Zongfu Yu 教授與胡和趙一起是這項研究的共同作者,分別貢獻了他們在建築二氧化碳減排和結構設計方面的專業知識 。

該團隊目前正專注於其冷卻玻璃的進一步測試和實際應用。他們對其商業化前景持樂觀態度,並創建了新創公司 CeraCool 來擴大規模並將其商業化。

編譯來源:ScitechDaily

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