中國粉體網訊 近日，香港城市大學曹之胤研究員、香港理工大學王鉆開教授合作開發了一款新型陶瓷形式的被動輻射制冷材料（簡稱：制冷陶瓷），該項研發深度挖掘了被動輻射制冷技術在實際應用上的潛能，將輻射制冷技術從學術研究真正推向規模化的實際應用。
白色制冷陶瓷及有色制冷陶瓷
被動輻射制冷技術，作為一項綠色環保、零耗能的制冷技術，是近年來備受關注的新興技術。其應用領域廣泛，覆蓋了從戶外設施到建筑樓宇等多個領域，并具有廣闊的應用前景。然而，輻射制冷材料的研發難以同時兼顧制冷效率和實用性，這也是研究人員一直想要攻克的的技術難點。
為了更高效地利用輻射制冷技術降低制冷能耗，提高材料的太陽光反射是研發重點。輻射制冷效果好壞取決于材料表面的兩個光學性能：首先是太陽光波段的反射率，這決定了輻射制冷材料阻絕太陽光熱吸收的能力。再者是中紅外波段的輻射率，這決定了輻射制冷材料透過大氣層向外太空的輻射散熱能力。
該團隊從一種超白昆蟲得到靈感，利用散射理論模型，進一步優化了多級多孔結構，使其在全太陽光波段上高效地散射光線。通過相變和高溫燒結的工藝方法，成功制備出有優化多級多孔結構的氧化鋁陶瓷材料，即制冷陶瓷。
使用氧化鋁制備冷陶瓷的優勢在于：首先，氧化鋁的帶隙超過太陽光中最高能量光子，即紫外光，制冷陶瓷可將太陽光的吸收控制在最低限度；其次，折射率使太陽光在多級多孔結構中更有效地發生散射。在雙重因素作用下，制冷陶瓷表現出的99.6%的太陽光反射率，突破當前輻射制冷領域記錄，且具備96.5%的高中紅外輻射率。在光學性能上，制冷陶瓷已經走在輻射制冷領域前沿。
為驗證制冷陶瓷降低能耗的潛力，研究團隊在香港地區將制冷陶瓷鋪設在建筑模型的屋頂上，不開空調的情況下，鋪設制冷陶瓷的建筑模型室內溫度最高降幅可達2.5攝氏度。而在開空調的情況下，鋪設制冷陶瓷的建筑模型的空調耗能更是減少達20%以上 。
制冷陶瓷除了在制冷方面表現優異，其還具有多樣的功能性：
1）強大的機械性能。得利于氧化鋁本身的穩定性，制冷陶瓷能夠承受超過1000攝氏度的高溫，并具備滿足建筑外墻應用標準的機械強度。
2）超疏水性。制冷陶瓷能夠維持超疏水性，這賦予了制冷陶瓷材料防水，防附著的自清潔能力。
3）耐用性強。全無機材料制成的制冷陶瓷解決了在含有有機聚合物的輻射制冷材料上難以避免的紫外老化問題，意味著制冷陶瓷更耐用。
最后，研究團隊基于白色的制冷陶瓷，還研制了不同顏色的制冷陶瓷，進一步拓展了應用的受眾和場景。相比市面上普通的有色瓷磚，有色制冷陶瓷能夠在呈現相同顏色的情況下達到更高的近紅外反射率，從而顯著降低太陽照射下所產生的熱負荷。
來源：納米人、創冷科技 i2Cool
（中國粉體網編輯整理/空青）
注：圖片非商業用途，存在侵權告知刪除
