天府興隆湖實驗室研發(fā)的被動降溫“黑科技”通過驗收
“行走的空調(diào)”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(xiàn)制冷降溫?即便是在戶外,也仿佛身處空調(diào)房。
如今,設(shè)想照進現(xiàn)實。近日,科技廳支持的“光譜調(diào)控基地”項目通過驗收。該項目承擔(dān)單位天府興隆湖實驗室研發(fā)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(shù)。該技術(shù)主要依靠材料本身特性對光譜進行調(diào)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(nèi)部的一部分熱能,通過大氣窗口以紅外輻射的形式散發(fā)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(fā)人員王印庚解釋,這是因為相比空調(diào)、風(fēng)扇等制冷設(shè)備需要接入電源,通過輸入電能進行做功實現(xiàn)降溫,這項技術(shù)不消耗任何能量就能夠自發(fā)地降溫。
目前,這項被動降溫技術(shù)主要應(yīng)用在人體熱管理、建筑以及戶外大功率設(shè)備節(jié)能降耗兩個領(lǐng)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(diào)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(jié)構(gòu)和成分設(shè)計來改變其光譜性能,以期通過精準(zhǔn)的光譜調(diào)控實現(xiàn)高效制冷?!蓖跤「榻B,選擇何種材料、如何進行設(shè)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(jié)構(gòu)薄膜的光譜調(diào)控特性,通過優(yōu)化亞波長結(jié)構(gòu)薄膜設(shè)計、調(diào)節(jié)客體分子的種類與數(shù)量,對其多譜段光譜特性進行精確設(shè)計與動態(tài)調(diào)控。項目啟動初期,團隊人手配備不足,加班加點是常事?!霸谝荒臧氲难邪l(fā)周期里,團隊每天都在不間斷地做實驗調(diào)試?!眻F隊研發(fā)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(yè)內(nèi)人士表示,輻射制冷作為一種環(huán)保節(jié)能的冷卻技術(shù),有望緩解日益嚴(yán)重的全球變暖。然而,該技術(shù)面臨著從實驗室推廣到實際應(yīng)用的障礙。
“當(dāng)前,國內(nèi)有不少團隊在著力攻克技術(shù)難關(guān),但大多數(shù)都卡在了大規(guī)模生產(chǎn)上?!辈痰ふf,實驗室是理想化的環(huán)境,將工藝搬到生產(chǎn)線上面臨更為復(fù)雜的條件,產(chǎn)業(yè)化方面面臨著不小挑戰(zhàn)。
研發(fā)中,團隊進行了大量試錯,不斷創(chuàng)新設(shè)計、改良工藝,循環(huán)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(xù)優(yōu)化材料性能。
回想起第一次去工廠看到面料小樣上大設(shè)備機器、生產(chǎn)出幾百平方米成品的場景,包括蔡丹在內(nèi)的團隊成員都難掩興奮之情,“那時,大家看到了規(guī)模化生產(chǎn)的希望?!?/p>
蔡丹說,團隊正在接洽企業(yè)開展生產(chǎn),接下來還要在提高穿著舒適性上下功夫,也將研發(fā)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(fā)來說,實驗室目前也走在行業(yè)前列。
在技術(shù)方面,團隊在輻射制冷油漆的關(guān)鍵技術(shù)等方面取得突破,實現(xiàn)光譜性能的大幅提升,在較短周期內(nèi)完成技術(shù)迭代;同時還通過濕熱、高低溫、霉菌國軍標(biāo)檢測,耐人工氣候老化性測試400小時……
在應(yīng)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(xiàn)首個產(chǎn)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(yīng)用測試,可用于通信機柜、冷鏈箱體及建筑等?!跋噍^傳統(tǒng)的隔熱涂料,輻射制冷涂料不僅能夠?qū)崿F(xiàn)光滑的漆面效果,降溫和節(jié)能效果也十分顯著?!碧旄d隆湖實驗室成果轉(zhuǎn)化平臺公司總經(jīng)理眭新光說。
為進一步推廣應(yīng)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(yè)積極對接,希望在重點項目節(jié)能減排上試點試用相關(guān)成果轉(zhuǎn)化產(chǎn)品,拓展更廣闊的試點應(yīng)用場景?!皥F隊也將在提升材料舒適性、降低成本等方面持續(xù)攻關(guān),不斷增強產(chǎn)品的市場競爭能力?!表跣鹿庹f。
□四川日報全媒體記者 寧寧
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