来源 | Science

链接 | https://doi.org/10.1126/science.adt3372

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背景介绍

被动降温作为减少建筑空调能耗、应对全球变暖的重要可持续策略，近年来备受关注。其中，依靠“辐射冷却”原理的涂料通过将热量释放到大气窗口，在干燥、晴朗气候下表现良好。然而，在高湿、多云地区，辐射冷却的效率大幅下降，制冷功率甚至不足20 W/m²。此外，由于辐射冷却具有方向性，其在建筑立面上的效果也受限。面对城市热岛效应带来的高降温需求，仅依赖辐射机制已难以满足现实需求。相比之下，利用水蒸发潜热的“蒸发冷却”则具备无方向性的优势，可弥补辐射冷却的短板。不过，传统的水凝胶系统虽具备蒸发冷却潜力，却常因吸水膨胀、附着力差及反复干湿循环中的结构退化而难以长期应用。

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成果掠影

近日，新加坡南洋理工大学李洪教授团队研发出一种经过改良的水泥基涂层，兼具优异的热光性能与水分调控能力。该材料在提升降温效果的同时，也具备良好的耐久性、机械强度和广泛适应性。这种涂层具备88%到92%的太阳反射率（取决于表面湿润状态）、高达95%的大气窗口辐射率、约30%的水分保留率，并具有“自我补水”功能，即使在潮湿环境下也能维持稳定的光学性能。实地测试显示，在新加坡热带气候下，该涂层的降温效果显著优于市面上的白色涂料。在中试规模的应用中，作者在多种天气条件下均实现了持续的节能效果，且结果与理论模型高度一致。通过结合可持续的水分蒸发和热辐射机制，这种涂层为缓解城市热岛效应提供了一种实用且长期有效的解决方案。研究成果以“Passive cooling paint enabled by rational design of thermal-optical and mass transfer properties”为题发表在《Science》期刊。

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图文导读

图1.CCP-30 的概念和光学性能。 

图2.机械性能。

图3.流体特性和冷却机制。

图4.现场测试。