全球变暖是人类文明目前面临的最严峻挑战之一，并且每年都会导致严重的洪水、极端高温、森林大火、冰川融化、强风暴以及其他许多威胁人类生存的自然现象和灾害。

科学界提出了许多方法以尽可能减小气候危机的影响，其中包括香港理工大学戴建国教授研究团队，该团队最近在辐射冷却方面取得了重要突破。

相关研究发表在EcoMat期刊，该研究以最初由斯坦福大学科学家于2014年提出的一个理念为基础：通过在建筑物和其他人造物体上涂上能够将其冷却到环境空气温度以下的材料来缓解全球变暖的影响。

辐射冷却不需要能源，由于工业和世界人口的增长，能源的消耗已经在增长。正如我们将在下文讨论的一样，这与用空调给房间降温不同，空调会加热室外空气，释放温室气体。

“所有在阳光照射下需要冷却的物体都可以被亚环境冷却材料覆盖。”戴教授在一封电子邮件中说：“除了屋顶，墙壁、窗户、人行道、油罐、集装箱、纺织品、太阳能电池板等都可以用这些材料覆盖，以创造一个更凉爽的城市和建筑环境。”

全球变暖物理学

全球变暖的主要驱动因素是温室效应——当地球大气中的气体吸收了太阳的热量时，就会发生温室效应。太阳的表面温度接近6000度，它主要以可见光和红外光的形式辐射能量，而这些能量被行星的表面吸收。

吸收太阳热量后，地球将一部分热量重新发射出来。然而，构成地球大气层的气体（包括自然气体和温室气体）阻碍了这些热量辐射回太空。这是因为这些辐射发出的波长恰好可以被大气层捕获。

自工业革命开始以来，人类活动使大气中二氧化碳的浓度增加了50%以上，而二氧化碳是造成温室效应的主要气体之一。

亚环境冷却

了解这些后，斯坦福大学的研究人员提出，可以在物体表面涂上一种材料，让其不仅能将阳光反射回太空，还能在不会被大气层捕获的波长范围内重新发射一些吸收的热辐射。

自从有了这个想法，许多材料都为此目的进行了研究，但它们都有各种各样的缺点，因此限制了它们的广泛应用。例如，大多数材料的成分为有机分子，而后者大多来自不可再生的化石能源，并且长时间在各种环境和气候条件下会性质变差。

为了克服这些缺点，戴教授及其同事合成了一种新型的亚环境冷却材料。

“我们的亚环境辐射冷却涂层是用一种无机材料开发的，这种材料低碳、环保，可以在环境温度下生产。”戴教授在一封电子邮件中解释说：“通过加入不同类型的功能性纳米颗粒，这种涂层具备了优异的性能。”

这种新型材料的确具备惊人的性能：可反射将近98%的太阳能量，并将95%的吸收热量辐射回太空。

在香港进行的测试中，该涂层材料可以将物体表面的温度降低到比空气温度低8.9°C，带涂层和不带涂层的物体表面温差达到24.30°C。此外，该材料在各种恶劣条件下都表现良好，包括高温、水浸、机械磨损以及暴晒。

尽管这种涂层已经显示出良好的初步效果，戴教授及其团队表示，他们将继续开发一种更耐用、更环保、更高效的材料，以帮助应对气候危机。

“我们正在探索各种可用于不同场合的辐射冷却材料，如路面、纺织品和窗户，”戴教授补充说。“我们希望，亚环境辐射冷却技术可以为绿色节能建筑、增强人类舒适度以及创建更凉爽的城市环境做出重大贡献。”