香港城市大学的科学家们宣布，在被动辐射冷却（PRC）材料的开发方面取得了值得注意的突破。这一发现发表在著名的科学期刊《科学》上。
这种材料被称为冷却陶瓷，具有优异的光学性能，能够产生无能量和无制冷剂的冷却。这种冷却陶瓷材料具有成本效益、耐用性和多功能性，被认为非常适合各种应用的商业化，尤其是在建筑施工领域。冷却陶瓷通过降低建筑物的热负荷，确保在不同的天气条件和气候下保持一致的冷却性能，有助于提高能源效率。这种能力有可能在对抗全球变暖方面发挥作用。
PRC被公认为最有前途的绿色冷却技术之一，有助于解决日益增长的太空冷却需求，缓解环境污染，并为对抗全球变暖做出贡献。尽管PRC有使用纳米光子结构的潜力，但由于成本高和与现有最终用途的兼容性差，目前的实现面临限制。此外，基于聚合物光子学的替代品缺乏耐候性和有效的太阳反射。
增强的光学性能和适用性。
冷却陶瓷的特殊性归因于其作为块体陶瓷材料的分级多孔结构。这种结构可以通过包括相转化和烧结的简单两步工艺，使用氧化铝等现成的无机材料轻松制造。制造过程不需要精细的设备或昂贵的材料，这使得可扩展的冷却陶瓷生产非常可行。
PRC材料的冷却性能取决于其在两个波长范围内的光学特性：太阳波段（0.25–2.5μm）和中红外波段（8–13μm）。为了有效冷却，必须在太阳范围内具有高反射率，以最大限度地减少太阳热增益，在中红外范围内具有较高的发射率，以最大程度地增加辐射散热。冷却陶瓷，由于氧化铝的高带隙，最大限度地减少了太阳能吸收，有助于其散热效率。
冷却陶瓷模拟了Cyphochilus甲虫的生物白度，并基于Mie散射优化了多孔结构。这种设计使冷却陶瓷能够有效地散射几乎所有波长的太阳光，导致接近理想的99.6%的太阳反射率，标志着太阳反射率的显著提高。同时，该材料实现了96.5%的高中红外热发射。这些先进的光学性能超过了当前最先进材料的能力。
卓越的耐候性
除了卓越的光学性能外，冷却陶瓷还具有出色的耐候性、化学稳定性和机械强度，适合长期户外应用。
值得注意的是，在极高的温度下，该材料表现出超亲水性，由于其互连的多孔结构，允许液滴立即扩散和快速浸渍。这种超亲水性抵消了传统建筑围护材料中常见的Leidenfrost效应，促进了有效的蒸发冷却。
曹教授表示，冷却陶瓷满足了高性能PRC和现实环境中应用的要求。同时，冷却陶瓷可以采用双层设计着色，能达到美学要求。
鉴于这些发现，研究团队打算在其他被动热管理策略方面取得进展。他们的目标是调查这些战略的实施情况，以提高能源效率，倡导可持续性，并扩大该技术在不同行业的可及性和适用性，包括在纺织、能源系统和运输方面的潜在应用。
