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可媲美空調(diào)的彩色薄膜。資料圖片

高溫天氣下，想要保持舒適宜人的室溫，空調(diào)的制冷功能尤為重要。但長(zhǎng)時(shí)間使用空調(diào)，不僅會(huì)消耗大量的能源，氟利昂的使用和強(qiáng)效溫室氣體的泄漏對(duì)環(huán)境也是不小的危害。

在全球氣候和能源危機(jī)的大背景下，如何研制出更加低碳環(huán)保的保溫隔熱材料，是各國(guó)研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)。近年來(lái)，研究人員探索氣凝膠、石墨烯等不同材料的熱傳導(dǎo)機(jī)理，但取得的成果卻不盡如人意。

近日，英國(guó)劍橋大學(xué)科學(xué)家在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)春季會(huì)議上，介紹了一種具有多種質(zhì)地和明亮彩虹色的植物基薄膜。這種材料具備被動(dòng)日間輻射冷卻（PDRC）能力，可以將太陽(yáng)光和熱量同時(shí)反射到寒冷的外部空間中。當(dāng)這種材料用于建筑物、車輛和其他結(jié)構(gòu)表面時(shí)，可以在不依靠電力的情況下有效降低物體表面氣溫。這種薄膜在一些特定的場(chǎng)合可以代替空調(diào)或其他功率密集型的冷卻設(shè)備，從而有效降低能源消耗和碳排放量。

雖然目前正在開發(fā)的一些涂料和薄膜，可以實(shí)現(xiàn)被動(dòng)日間輻射冷卻的效果，但其中大多數(shù)是白色或鏡面效果，使用過(guò)程中，它們?nèi)匀粫?huì)吸收特定波長(zhǎng)的陽(yáng)光并產(chǎn)生熱量。

研究人員發(fā)現(xiàn)，有一種方法可以在不使用顏料的情況下為塑料薄膜添加顏色。他們從肥皂泡表面顯示出不同顏色的棱鏡中得到啟發(fā)，在植物纖維素中提取纖維素納米晶體（CNC）制成彩虹色的薄膜。將這種彩色CNC材料與乙基纖維素制成的白色材料分層混合起來(lái)，就能制作出彩色雙層PDRC薄膜。制成的薄膜，具有鮮艷的藍(lán)色、綠色和紅色。當(dāng)其放置在陽(yáng)光下時(shí)，薄膜的平均溫度比周圍空氣低近4.4℃，而且一平方米的薄膜可以產(chǎn)生超過(guò)120瓦的冷卻功率，這種特性足以與許多類型的家用空調(diào)相媲美。

自該技術(shù)發(fā)展以來(lái)，研究人員一直在努力改進(jìn)薄膜的美學(xué)外觀。他們通過(guò)修改之前探索的一種方法，成功制作出閃閃發(fā)光、色彩繽紛的纖維素冷卻膜。他們還通過(guò)調(diào)整乙基纖維素薄膜，使其具有不同的質(zhì)地，類似建筑和室內(nèi)設(shè)計(jì)中使用的木飾面類型之間的差異。這些變化，將為更多材料結(jié)構(gòu)融入PDRC效用提供更多的選擇。

使用可回收、可再生材料來(lái)實(shí)現(xiàn)隔熱功能，是這一發(fā)現(xiàn)的亮點(diǎn)，同時(shí)也是缺點(diǎn)：對(duì)于產(chǎn)業(yè)化而言，新材料的成本和耐用性尚不具備優(yōu)勢(shì)。雖然纖維素的來(lái)源是天然的植物，但這并不意味著該種材料的成本較低。從目前來(lái)看，提取納米纖維素或者是纖維素納米晶體的成本比傳統(tǒng)材料要高出許多。同時(shí)，纖維素作為一種天然的植物纖維，長(zhǎng)期在室外風(fēng)吹雨淋及紫外線的作用下，如何保持材料的功能性，還需要進(jìn)一步研究。

隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，保溫隔熱材料是節(jié)能降碳領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，且有部分材料已初步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。盡管目前這類新材料的市場(chǎng)占有率還不高，但一旦技術(shù)成熟度獲得認(rèn)可，成本符合市場(chǎng)預(yù)期，將有越來(lái)越多的團(tuán)隊(duì)加入其中。或許在不久的將來(lái)，彩色薄膜材料不僅可以使建筑物和車輛有效降溫，還能發(fā)揮出更大的作用，比如用作傳感器來(lái)檢測(cè)環(huán)境污染物、監(jiān)控天氣變化等。（劉　　柳　　王梓嘉　　黃辛舟）

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