天府興隆湖實驗室研發的被動降溫“黑科技”通過驗收
“行走的空調”為防暑降溫帶來全新解決方案
你可曾想過,炎炎夏日里,穿一件衣服就能實現制冷降溫?即便是在戶外,也仿佛身處空調房。
如今,設想照進現實。近日,科技廳支持的“光譜調控基地”項目通過驗收。該項目承擔單位天府興隆湖實驗室研發的被動降溫“黑科技”,為防暑降溫帶來全新解決方案。
“黑科技”使用的是輻射制冷技術。該技術主要依靠材料本身特性對光譜進行調控,進而使照射到物體表面的太陽光攜帶的熱能反射回去;同時還能讓物體內部的一部分熱能,通過大氣窗口以紅外輻射的形式散發到外太空,從而達到散熱的目的。
為何稱為“被動”?天府興隆湖實驗室輻射制冷項目團隊研發人員王印庚解釋,這是因為相比空調、風扇等制冷設備需要接入電源,通過輸入電能進行做功實現降溫,這項技術不消耗任何能量就能夠自發地降溫。
目前,這項被動降溫技術主要應用在人體熱管理、建筑以及戶外大功率設備節能降耗兩個領域。針對這兩類場景,天府興隆湖實驗室科研團隊分別研制出具備光譜調控功能的輻射制冷面料和輻射制冷涂料。
就輻射制冷面料來說,記者看到它有著白色外觀,以其為材料制成的降溫防護服,摸上去與普通布料厚度差不多,但更硬一點。看上去與普通布料差別不大,但研制難度卻不小。
“我們通過材料結構和成分設計來改變其光譜性能,以期通過精準的光譜調控實現高效制冷?!蓖跤「榻B,選擇何種材料、如何進行設計是一大難題。
為此,輻射制冷項目團隊深入研究多孔、多層膜等亞波長結構薄膜的光譜調控特性,通過優化亞波長結構薄膜設計、調節客體分子的種類與數量,對其多譜段光譜特性進行精確設計與動態調控。項目啟動初期,團隊人手配備不足,加班加點是常事。“在一年半的研發周期里,團隊每天都在不間斷地做實驗調試?!眻F隊研發人員蔡丹回憶。
另一大難題是,面料從小樣到商品還有不小的距離。
業內人士表示,輻射制冷作為一種環保節能的冷卻技術,有望緩解日益嚴重的全球變暖。然而,該技術面臨著從實驗室推廣到實際應用的障礙。
“當前,國內有不少團隊在著力攻克技術難關,但大多數都卡在了大規模生產上?!辈痰ふf,實驗室是理想化的環境,將工藝搬到生產線上面臨更為復雜的條件,產業化方面面臨著不小挑戰。
研發中,團隊進行了大量試錯,不斷創新設計、改良工藝,循環實驗、迭代、提升性能、試小樣等過程,并建立起了試點場景,持續優化材料性能。
回想起第一次去工廠看到面料小樣上大設備機器、生產出幾百平方米成品的場景,包括蔡丹在內的團隊成員都難掩興奮之情,“那時,大家看到了規模化生產的希望?!?/p>
蔡丹說,團隊正在接洽企業開展生產,接下來還要在提高穿著舒適性上下功夫,也將研發出白色之外的彩色布料,滿足更豐富的市場需求。
就輻射制冷涂料研發來說,實驗室目前也走在行業前列。
在技術方面,團隊在輻射制冷油漆的關鍵技術等方面取得突破,實現光譜性能的大幅提升,在較短周期內完成技術迭代;同時還通過濕熱、高低溫、霉菌國軍標檢測,耐人工氣候老化性測試400小時……
在應用方面,該項目于2023年10月完成首個試點運用,今年3月實現首個產品銷售,輻射制冷材料已在四川、山東、湖南、云南等地開展實際場景下的應用測試,可用于通信機柜、冷鏈箱體及建筑等?!跋噍^傳統的隔熱涂料,輻射制冷涂料不僅能夠實現光滑的漆面效果,降溫和節能效果也十分顯著?!碧旄d隆湖實驗室成果轉化平臺公司總經理眭新光說。
為進一步推廣應用,該項目還亟待打破試點場景有限等瓶頸。目前,實驗室正在與企業積極對接,希望在重點項目節能減排上試點試用相關成果轉化產品,拓展更廣闊的試點應用場景。“團隊也將在提升材料舒適性、降低成本等方面持續攻關,不斷增強產品的市場競爭能力。”眭新光說。
□四川日報全媒體記者 寧寧
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