过了三伏天，又迎秋老虎，如果没有空调，真不知炎热的日子怎么过。可总开着空调也不是办法，耗电耗水不说，还容易引起各种空调病，更何况有太多的人连电都用不起。

多数空调使用制冷剂制冷，耗电严重──就美国而言，目前6%的电力都用在空调上面。而水冷式空调则对地下水资源破坏严重。2010年媒体曾报导，杭州的5万台山寨式水空调，按每台每小时抽出1吨地下水计，每年可耗掉4个西湖的蓄水量。

今年2月，美国科罗拉多大学伯德分校（University of Colorado Boulder）研究团队在《科学》（Science）杂志上宣布，他们找到了替代空调的理想材料──一种“神奇薄膜”。其最大的特点就是无需制冷剂、不耗任何电力和水力，就可以使建筑和物体显著变凉。

这项发明发表后，国际主流媒体竞相关注报导。令人惊喜的是，团队以华裔科学家为主，两位主持者均为华裔：杨荣贵教授任教于该校机械工程系；尹晓波则兼任该校机械工程系、材料科学和工程系副教授，2015年曾获美国国防高等研究计划署（DARPA）新锐教授奖。

该项目两位主持人──科罗拉多大学伯德分校机械工程系教授杨荣贵（右）、机械工程系兼材料科学和工程系副教授尹晓波（左）。(University of Colorado Boulder)

将房屋余热输送到外太空

这种比铝箔厚一点（50微米）的薄膜，用TPX塑胶（正式名称叫聚甲基戊烯）制成，看上去就像巨大卷的保鲜膜。但将它置于显微镜下，会发现透明塑胶里面混有许多玻璃微珠──直径仅8微米，一面还镀银。如果铺在屋顶上，银面朝下，日光就会反射，而不会让热量渗透。

但反射热量只会让屋子不热，怎么做到制冷呢？关键就在于玻璃微珠。所有的物体都会吸热和散热，散热是按照红外线辐射形式。直径约8微米的珠珠，可以把从下方建筑物接收到的热量以波长8～14微米的红外线形式发射出去，达到降温效果，就是所说的“辐射冷却”。

对这个波长的红外线，地球的大气层几乎不会进行反射、吸收和散射。由于地球和外太空间有摄氏290度的温差，这就像倒垃圾一样把多余的热量排放到宇宙中！

这种薄膜的制冷效果也相当强劲。研究团队预估，只需在屋顶铺设20平方公尺，就足以在室外摄氏37度时让室内温度保持在摄氏20度。研究作者之一——怀俄明大学土木和建筑工程学教授谭刚说，对独栋房屋来说，只需放置一二十平方公尺，就足以让全家度过清凉一夏。

节省水资源 提高太阳能发电效率

热电发电厂的制冷系统极大耗费水资源。(Photo courtesy USGS)

除了给建筑物降温，这种材料还能有效消除发电中发生的废热。热电发电中，只有40%的热量用于发电，剩下的60%需要靠冷却系统带走，极大地耗费水资源。美国能源部去年向该项目拨款300万美元，以鼓励这项研究。

此外，这种“神奇薄膜”还能防止太阳能电池板过热，提高其发电功率并延长其寿命。据研究主持人之一尹晓波教授介绍，只需将其铺设在太阳能板上，就能提高1%～2%的发电功率，“大规模使用会带来很大不同”。

生成流程与成本接近普通塑胶

最重要的是，这种薄膜不仅降温效果显著，成本低得和塑胶差不多：用标准化流程生产，每平方公尺只需半美元，折合台币15元、人民币3块多！发明者表示，这种薄膜和镀银表层都可成卷大规模生产，流程并不复杂，可望在一两年内投放市场。

取代空调，清除废热，增加电力，这种薄膜的用场肯定还不止这些，你们还想把它贴哪里？

华裔成果丰 “辐射冷却”用处广

值得一提的是，在此项发明之前的2014年，另一位华裔学者、史丹佛大学电机工程教授范汕洄（Shanhui Fan）的研究团队也曾在《自然》（Nature）杂志展示利用“辐射冷却”原理的类似发明。这是一种直径为8英寸、含二氧化硅和二氧化铪交叠层的奈米光子材料，但离投入规模生产还有一段路要走。

2016年，范汕洄团队还发明了一种成本低廉的奈米光子布料，同样能以“辐射冷却”方式帮身体散热，还能让汗水穿透衣物蒸发掉。

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