新型智能屋顶涂层可全年节能

新型智能屋顶涂层可全年节能字体：小中大分享到：新型智能屋顶涂层可全年节能2021-12-17 09:20:24来源：科技日报

科学家开发出一种适用于所有季节的智能屋顶涂料，它可以在不消耗天然气或电力的情况下，使家里的温度冬暖夏凉。根据当地时间预测（数据为往年仅供参考）16日发表在《科学》杂志上的研究成果，新型四季屋顶涂层会根据室外空气温自动从降温切换到保暖。这种温度自适应辐射涂料(TARC)是比较好种通过调节辐射降温速率，在热天自动降温，在冷天自动升温的屋面涂料，这是通过其主要材料——二氧化钒来实现的。

***这项研究的加州大学伯克利分校材料科学系的科学家吴俊桥解释说，许多冷屋顶系统的问题是，它们在冬天继续向外辐射热量，从而提高了室内供暖的成本。TARC在冬季可以通过自动关闭辐射热来节能，克服了冬季过冷的问题。

金属通常是电和热的良导体。往年，吴俊桥和他的研究团队发现，二氧化钒中的电子对电的行为就像金属对热的行为一样。换句话说，它们导电性能好，但不导热。67℃以下的二氧化钒对热红外光也是透明的，所以不吸收热红外光。而二氧化钒一旦达到67℃，就会变成金属状态，开始吸收热红外光。在这种情况下，从绝缘体切换到金属，就是我们熟知的相变材料的特性。

研究还表明，仅用钨取代二氧化钒中仅1.5%的钒(一种被称为“掺杂”的技术)，就可以将材料的相变阈值降低到25℃，这是实际应用的理想温度。

为了了解二氧化钒在屋顶系统中的性能，研究人员设计了一个2厘米乘2厘米的TARC薄膜装置，它由三层组成:由银制成的反射底层、由氟化钡制成的透明中间层和含有有序块状二氧化钒“岛”的顶层。

" TARC看起来像透明胶带，可以贴在屋顶这样的固体表面上."吴俊桥说。

目前，研究已经证明了二氧化钒在TARC薄膜中惊人的全天候多功能性，并且在节能方面更胜一筹。据研究人员测量，TARC全年反射约75%的太阳光，但当环境温度较高(25℃以上)时，其热发射率较高(约90%)，促进热量向天空散失空。在较凉爽的天气，TARC的热发射率自动切换到较低水平(约20%)，这有助于保留太阳能吸收和室内加热带来的热量。

在未来，研究人员计划开发更大规模的TARC原型，以进一步测试其作为实用屋顶涂层的性能。吴俊桥说，TARC还可能被用作热保护层，以延长智能手机和笔记本电脑的电池寿命，并保护卫星和汽车免受极端高温或低温的影响。它还可以用来制作帐篷、温室覆盖物甚至帽子和夹克的调温织物。

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