神奇的零能耗超材料：冷却物体无需供能

真正的节能设备可以在不使用空调的情况下对房屋供冷。随着对净零能耗建筑和净零碳建筑的讨论越来越多, 科学家们正在积极寻找“零能耗”冷却基础设施的方法。

2014年，斯坦福的一位华裔教授率先在实验室制成了一种辐射制冷纳米光学超材料，这种材料在烈日下可以让接触的物体降温5℃。但可惜的是，该材料对生产条件要求苛刻，生产成本高，无法大规模推广。

2017年，科罗拉多大学博尔德分校的工程师们向媒体声称他们创造了一种新型超材料，这种超材料具有像一栋建筑物的空调系统一样的功能，它能够在无需冷却水和零能量损耗的情况下冷却烈日下的建筑物。

超材料

这种超材料长得特别像保鲜膜，但只有50微米厚，由一层金属银及其下面的玻璃聚合物复合而成。它能够依靠被动辐射冷却来自然散热，从而实现不消耗任何其他能量。比如说，为了达到冷却效果，可以把这种超材料轧制在屋顶表面，它会自动把太阳辐射的能量反射回到空间中，从而达到自耗散本身热量的效果。

超材料结构

研究人员表示，这种超材料是利用被动辐射冷却-即物体以红外辐射的形式自然散热而不消耗能量。由于材料具有高达0.93的红外辐射率，在阳光直射下，一下午的辐射冷却功率可达到93W/m2。研究人员表示，在屋顶只铺设约10到20平方米的该材料就可以很好地在夏季给一座独立住宅供冷，不用开空调了。甚至可以说，生活在热带的人甚至可以直接用这材料盖房子，冬暖夏凉不是梦。

除了可用于建筑物制冷外，该材料还可以帮助提高太阳能电池板的效率和寿命。在阳光直射下，太阳能面板会过热，从而妨碍其将太阳光转换成电能的能力。

“只要将这种超材料应用到太阳能电池板的表面，我们就可以对电池板进行冷却，并把太阳能电池的效率提高1%-2%，”研究人员说。

研究人员已为该技术申请专利，并与科罗拉多大学技术转让办公室合作，探索潜在的商业应用。该材料的研究团队获得了美国能源部高级能源研究项目署给予的300万美元研究经费支持，该项目署是能源部专门设立来支持高影响力能源技术的一个机构。

这项技术的关键优势在于它可以全天候运行，无需用电或用水。并且成本只需要$0.5/平米，跟塑料价格不相上下，非常适合大批量投入使用。研究人员表示说，他们也很希望能够继续探索该材料在电力行业，航空航天，农业等领域的潜在用途。

造物之手一旦由人类操纵，所产生的能量无疑十分神奇，这种人工创造的新物质，未来必定还会有更令人惊异的用途。 

参考文献：

https://techxplore.com/news/2017-02-material-cool-roofs-energy-consumption.html

https://www.colorado.edu/today/2017/02/09/newly-engineered-material-can-cool-roofs-structures-zero-energy-consumption

https://www.forbes.com/sites/jenniferhicks/2017/02/12/how-this-new-material-can-cool-a-rooftop-with-zero-energy-consumption/

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