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獲悉，來(lái)自伯克利實(shí)驗(yàn)室的工程師們開(kāi)發(fā)出了一種可根據(jù)天氣情況使建筑物保持更暖或更涼爽的屋頂涂料。當(dāng)天氣溫暖時(shí)，該材料會(huì)反射陽(yáng)光和熱量，但這種輻射冷卻在冬季會(huì)自動(dòng)關(guān)閉從而減少供暖和制冷的能源使用。
輻射冷卻系統(tǒng)的工作原理是將熱輻射(即熱量)從建筑物中吸引出來(lái)，然后發(fā)射到天空。因?yàn)榇髿鈱?duì)這些波長(zhǎng)是透明的，所以熱量直接逃逸到了太空。其他版本則使用反射表面如超白涂料將陽(yáng)光和熱量反彈出去并使建筑物保持低溫。
然而雖然這些系統(tǒng)可能在夏季很好地保持你的房子涼爽，但它們?cè)诙疽矔?huì)保持涼爽。因此在新的研究中，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種涂層，當(dāng)水銀下降時(shí)可以自動(dòng)切換到捕獲熱量。他們稱(chēng)這種材料為溫度適應(yīng)性輻射涂層(TARC)。
這一技術(shù)的關(guān)鍵是一種叫做二氧化釩(VO2)的奇怪化合物。2017年，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了VO2的一個(gè)不尋常的特性--當(dāng)它達(dá)到67°C時(shí)，該材料將導(dǎo)電而不導(dǎo)熱，這顯然違反了已知的物理學(xué)。
現(xiàn)在，該團(tuán)隊(duì)已將這一怪癖應(yīng)用于工作。其想法是，當(dāng)天氣變暖時(shí)該材料會(huì)吸收和發(fā)射熱紅外光，因此使其遠(yuǎn)離建筑物。但當(dāng)天氣涼爽時(shí)，這種材料對(duì)熱量是透明的，其允許它從太陽(yáng)直接通過(guò)到建筑物。
研究小組使用2平方厘米的TARC薄膜貼片對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了測(cè)試，并將其跟商業(yè)深色和白色屋頂材料的樣品進(jìn)行了比較。無(wú)線(xiàn)設(shè)備負(fù)責(zé)測(cè)量陽(yáng)光直射和溫度的變化。
果然，TARC的效果出乎意料地好。根據(jù)測(cè)量，無(wú)論天氣如何，TARC都能反射約75%的陽(yáng)光，并且當(dāng)環(huán)境溫度高于30°C時(shí)，它能將高達(dá)90%的熱量散發(fā)到天空。當(dāng)天氣冷卻到15°C以下時(shí)，TARC則反射出20%的熱量。
研究小組通過(guò)利用收集到的數(shù)據(jù)模擬了TARC在美國(guó)大陸15個(gè)不同氣候區(qū)的全年工作情況并估計(jì)美國(guó)普通家庭使用TARC可以節(jié)省多達(dá)10%的電費(fèi)。
研究人員表示，TARC還可以作為一種溫度調(diào)節(jié)材料用于汽車(chē)、電子產(chǎn)品、衛(wèi)星，甚至帳篷或衣服的面料。
接下來(lái)，該團(tuán)隊(duì)將使用更大的TARC原型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以測(cè)試它作為屋頂涂料的實(shí)用性。
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