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可媲美空調的彩色薄膜。資料圖片

高溫天氣下，想要保持舒適宜人的室溫，空調的制冷功能尤為重要。但長時間使用空調，不僅會消耗大量的能源，氟利昂的使用和強效溫室氣體的泄漏對環境也是不小的危害。

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

近日，英國劍橋大學科學家在美國化學學會春季會議上，介紹了一種具有多種質地和明亮彩虹色的植物基薄膜。這種材料具備被動日間輻射冷卻（PDRC）能力，可以將太陽光和熱量同時反射到寒冷的外部空間中。當這種材料用于建筑物、車輛和其他結構表面時，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合可以代替空調或其他功率密集型的冷卻設備，從而有效降低能源消耗和碳排放量。

雖然目前正在開發的一些涂料和薄膜，可以實現被動日間輻射冷卻的效果，但其中大多數是白色或鏡面效果，使用過程中，它們仍然會吸收特定波長的陽光并產生熱量。

研究人員發現，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，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，就能制作出彩色雙層PDRC薄膜。制成的薄膜，具有鮮艷的藍色、綠色和紅色。當其放置在陽光下時，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生超過120瓦的冷卻功率，這種特性足以與許多類型的家用空調相媲美。

自該技術發展以來，研究人員一直在努力改進薄膜的美學外觀。他們通過修改之前探索的一種方法，成功制作出閃閃發光、色彩繽紛的纖維素冷卻膜。他們還通過調整乙基纖維素薄膜，使其具有不同的質地，類似建筑和室內設計中使用的木飾面類型之間的差異。這些變化，將為更多材料結構融入PDRC效用提供更多的選擇。

使用可回收、可再生材料來實現隔熱功能，是這一發現的亮點，同時也是缺點：對于產業化而言，新材料的成本和耐用性尚不具備優勢。雖然纖維素的來源是天然的植物，但這并不意味著該種材料的成本較低。從目前來看，提取納米纖維素或者是纖維素納米晶體的成本比傳統材料要高出許多。同時，纖維素作為一種天然的植物纖維，長期在室外風吹雨淋及紫外線的作用下，如何保持材料的功能性，還需要進一步研究。

隨著社會的發展和科學技術的進步，保溫隔熱材料是節能降碳領域的研究熱點，且有部分材料已初步進入產業化階段。盡管目前這類新材料的市場占有率還不高，但一旦技術成熟度獲得認可，成本符合市場預期，將有越來越多的團隊加入其中。或許在不久的將來，彩色薄膜材料不僅可以使建筑物和車輛有效降溫，還能發揮出更大的作用，比如用作傳感器來檢測環境污染物、監控天氣變化等。（劉　　柳　　王梓嘉　　黃辛舟）

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