替代空调？彩色薄膜能助室内保持凉爽

由植物材料制成的彩色纹理双层薄膜在阳光下会冷却。图片来源：QINGCHEN SHEN

科技日报记者 张梦然

随着气温飙升，空调的冷风令人舒爽，但空调设备需要大量能量，并且可能会泄漏强效温室气体。英国剑桥大学科学家26日在美国化学学会春季会议上报告了一种植物基薄膜替代品，它在阳光下会变得更凉爽，并具有多种质地和明亮的彩虹色。这种材料有朝一日可在不需要外部电源的情况下使建筑物、汽车和其他结构保持凉爽。

被动日间辐射冷却（PDRC）是表面自身热量散发到空中而不被空气吸收的能力。其结果是，在不使用任何电力的情况下，表面会变得比周围的空气冷几度。

目前正在开发的一些涂料和薄膜可实现PDRC，但大多数都是白色或镜面效果。彩色颜料会吸收特定波长的阳光，并且只会反射人们看到的颜色，从而在这个过程中造成不良的变暖效果。

但是有一种方法可在不使用颜料的情况下获得颜色。研究团队发现，从植物纤维素中提取的纤维素纳米晶体（CNC）可制成彩虹色的薄膜，而无需添加任何颜料。

事实证明，纤维素也是少数可促进PDRC的天然材料之一。新研究将彩色CNC材料与由乙基纤维素制成的白色材料分层，制作出彩色双层PDRC薄膜。薄膜具有鲜艳的蓝色、绿色和红色，放置在阳光下时，这些薄膜的平均温度比周围空气低近4.4℃。一平方米的薄膜产生超过120瓦的冷却功率，可与许多类型的家用空调相媲美。

研究人员不断改进薄膜的美学外观，已能制造出闪闪发光且色彩缤纷的纤维素基冷却膜。他们还调整了乙基纤维素薄膜以使其具有不同的质地，这些变化将为人们在将PDRC效应融入他们的家庭、企业、汽车和其他结构时提供更多选择。

研究人员计划寻找使薄膜更具功能性的方法。如将CNC材料用作检测环境污染物或天气变化的传感器，如果与CNC—乙基纤维素薄膜的冷却能力相结合，这将非常有用。在汽车密集的市区，建筑物立面上的钴色PDRC有朝一日可使建筑物保持凉爽，并具有探测功能，可提醒人们注意空气中较高水平的烟雾。