無需外界能源的新的制冷方式

    在世界范圍內，制冷消耗了大量的能源，因此開發(fā)更加節(jié)能的制冷方式勢在必行。事實上，任何溫度高于零度的物體都會以電磁波的形式向外界輻射熱能，從而導致自身溫度降低，這被稱為輻射冷卻。理論上，輻射冷卻可以被用來開發(fā)不需要依賴外在能源的制冷方式，但在實際應用中有兩個難以克服的挑戰(zhàn)：首先，物體在向外界輻射熱能的同時也在吸收來自太陽的熱輻射，實際上總的效果往往是溫度升高。雖然夜間輻射冷卻的效果會更為明顯，但對制冷的需求更多集中于白天；其次，溫度在室溫附近的物體主要通過輻射波長在6-30微米的紅外線的形式釋放熱能，而波長在這一范圍的紅外線大都容易被大氣層吸收，因此從物體釋放出來的熱量又將周圍環(huán)境加熱，總的制冷效果有限。
　　來自美國斯坦福大學的一個研究小組巧妙地克服了這兩項挑戰(zhàn)。他們用二氧化硅和二氧化鉿這兩種材料的不同厚度的薄膜周期交替形成一個層狀結構。這種層狀結構不僅能夠將高達97%的陽光反射，從而盡量避免由于受到日曬而升溫，而且它主要通過釋放波長在8-13微米這一范圍的紅外線向外界釋放能量，這一波段的紅外線不會被大氣層吸收，而是到達溫度更低的外太空，從而避免釋放出來的熱量被環(huán)境再次吸收。實驗表明，即便在白天且處于太陽直射的情況下，這種層狀結構仍然能夠將覆蓋在它下方的物體的溫度降低5攝氏度。這項研究成果將有助于開發(fā)更加節(jié)能的制冷方式。