該系統(tǒng)通過吸收盒子內(nèi)空氣中的熱量，并將能量通過地球大氣傳輸出去，從而幫助其周圍環(huán)境降溫。圖片來源：紐約州立大學布法羅分校

近日，中外工程師設計了一種能定向散熱的“空調(diào)”，可以在不用電的情況下為擁擠的大都市建筑物降溫。相關論文8月5日刊登于《自然—可持續(xù)性》。

該系統(tǒng)包括一個特殊組件——廉價的聚合物/鋁膜。這個薄膜能吸收盒子內(nèi)空氣中的熱量，并將能量傳輸?shù)胶型饪諝庵校员３趾凶又車h(huán)境的冷卻。而且，研究人員表示，這個盒子還有一個雙保險：盒壁在阻擋入射太陽光的同時，將來自薄膜的熱量輻射到外界空氣中去。

“該聚合物能通過輻射熱能保持涼爽，這也稱為被動冷卻，而且它不消耗電能——不需要電池或其他電力來源，就能實現(xiàn)冷卻。”該論文聯(lián)合第一作者、美國紐約州立大學布法羅分校電氣工程學院的Lyu Zhou說。

紐約州立大學布法羅分校、威斯康星大學麥迪遜分校、沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科學技術大學和中國杭州電子科技大學等機構(gòu)的研究人員，聯(lián)合研究出了一個新設備，在日間可將一個小封閉空間的溫度最大降低6攝氏度，夜間最大降低11攝氏度，并可將多臺設備安裝在屋頂上為建筑物降溫。

該設備大約18英尺高(45.72 厘米)、10英尺寬(25.4厘米)、10英尺長，包含許多有趣的光學設計特性。

其核心組件是聚合物/金屬薄膜，由涂有高分子材料“聚二甲硅氧烷”的鋁薄膜組成，鋁可以反射太陽光，而高分子材料可以吸收并散逸空氣中的熱量。工程師將這種材料放置在一個泡沫盒的底部，并在盒子頂部搭建了一個遮陽板，利用一種吸收太陽能的材料建造了4個向外傾斜的盒壁，在盒子里還有一個倒置的方形錐體。

研究人員表示，該系統(tǒng)的創(chuàng)新點之一是有目的地直接將熱能排向天空。通常熱輻射是朝向各個方向的，但這種設備可以像汽車前車燈一樣，向天空定向輻射熱量。“我們找到一種將能量排放限制在一個狹窄方向的方法，這使得該系統(tǒng)在四面八方高樓林立的城市環(huán)境中更加有效。而且我們使用的是低成本、商用材料，其效果十分顯著。”研究人員說。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41893-019-0348-5