新型環(huán)保輻射制冷納米涂層，助力建筑節(jié)能降溫

9月24日，從香港理工大學(xué)（簡(jiǎn)稱“港理大”）了解到，該校研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)一款自適性環(huán)保輻射制冷納米涂層，能應(yīng)用于建筑物天臺(tái)和外墻等，無(wú)須消耗任何能源的情況下，即可有效降低建筑物表面溫度高達(dá)攝氏25度，并降低室內(nèi)溫度約攝氏2至3度。

據(jù)介紹，該新型涂層既無(wú)毒又耐用，且不含任何金屬，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，助力緩解城市熱島效應(yīng)及助力實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。

以反射物料覆蓋外墻及天臺(tái)，有助建筑物自我調(diào)節(jié)熱環(huán)境，從而降低室內(nèi)環(huán)境溫度。一般的被動(dòng)式輻射製冷材料，不能根據(jù)環(huán)境變化自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷量，使應(yīng)用具有局限性。

為此，港理大建筑環(huán)境及能源工程學(xué)系教授呂琳?qǐng)F(tuán)隊(duì)，開發(fā)了以碳量子點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的光致發(fā)光輻射制冷納米涂層，能根據(jù)太陽(yáng)輻射量，自動(dòng)調(diào)節(jié)其制冷量。

光致發(fā)光輻射制冷涂層是利用光致發(fā)光材料將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為光能，太陽(yáng)光度強(qiáng)度越大，涂層的太陽(yáng)光反射率則越高，以避免建筑物吸收過(guò)量熱力。然而，傳統(tǒng)的光致發(fā)光材料屬于稀土金屬和鈣鈦礦，存在環(huán)境污染問題，呂琳?qǐng)F(tuán)隊(duì)的團(tuán)隊(duì)采用納米大小的環(huán)保有機(jī)合成物——碳量子點(diǎn)作為光致發(fā)光材料，解決了此問題。

這種環(huán)保無(wú)害的有機(jī)材料涂蓋在中空的玻璃微珠表面，制成智慧制冷球，使涂層有效地將紫外線轉(zhuǎn)換成可見光光子，提升太陽(yáng)能反射率。新型涂層具水溶性特點(diǎn)，使用時(shí)只需等水分蒸發(fā)及凝固，便可形成涂層覆蓋在建筑物表面，過(guò)程中不會(huì)釋放任何揮發(fā)性有機(jī)化合物，減少了空氣污染的問題。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)輻射制冷涂層相比，新型涂層可將白天的有效太陽(yáng)能反射率由92.5%提升至95%，冷卻效果比傳統(tǒng)涂層高10至20%。實(shí)地測(cè)試中，團(tuán)隊(duì)將新型輻射製冷涂層應(yīng)用于建筑工地的貨柜屋屋頂，經(jīng)過(guò)兩年半的戶外測(cè)試后，貨柜屋屋頂比一般混凝土屋頂溫度降低高達(dá)攝氏24度。新型涂層的太陽(yáng)能反射率在測(cè)試期后只降低了不到2%，具有極高的耐用度。團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)，以新型涂層為該貨柜屋降溫，能有效降低空調(diào)冷負(fù)荷，每年可節(jié)省約10%的空調(diào)系統(tǒng)耗電量。

呂琳表示：“我們研發(fā)的新型涂層具有卓越的降溫表現(xiàn)，適用于各種氣候的城市，有望加快新一代降溫材料的發(fā)展。這種水溶性新型涂層更可制成多種顏色，以滾刷方式大幅涂抹于建筑物天臺(tái)和外墻、路面、城市地表覆蓋面等，既可達(dá)到降溫目的，更兼具美化外觀的效果，是未來(lái)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)城市發(fā)展、緩解城市熱島效應(yīng)的創(chuàng)新策略之一?！?/p>

新型環(huán)保輻射制冷納米涂層。研究團(tuán)隊(duì)供圖