科學(xué)家發(fā)明超級冷卻木材 能使室內(nèi)降低10度

    通常情況下，冷卻系統(tǒng)比加熱系統(tǒng)更為復(fù)雜。根據(jù)美國能源部的數(shù)據(jù)，供暖系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)每年向大氣排放超過5億噸的二氧化碳。另外，我們的大多數(shù)建筑物都是由混凝土制成的，混凝土的生產(chǎn)是碳排放的主要來源。

    減少建筑物冷卻量的一個好方法是確保它能夠反射足夠的紅外輻射。被動輻射冷卻材料經(jīng)過精心設(shè)計，可以很好地完成這項工作。

    現(xiàn)在，一種向空中輻射熱量的新型木材提供了一種解決方案。如果在建筑物的外部使用，該材料可以使建筑物的溫度降低10°C，并降低制冷成本高達35％。

    馬里蘭大學(xué)的材料科學(xué)家團隊用過氧化氫從天然木材中去除了“木質(zhì)素”，創(chuàng)造了這種材料。如果項目進展順利，由高科技冷卻木材制成的房屋可以幫助讓我們的房間保持涼爽，并通過減少空調(diào)的能源消耗來減少碳排放。

    一種可以降低冷卻成本的新木材樣本

    高科技冷卻木材

    木質(zhì)素是樹木細胞壁的一個組成部分，充當著將稻草束粘合在一起的粘合劑，同時，木質(zhì)素也是紅外光的強發(fā)射器。

    研究團隊通過將椴木浸泡在過氧化氫溶液中，讓過氧化氫溶液通常將長木質(zhì)素分子切成小片段，從而將木質(zhì)素從木材中除去。木質(zhì)素碎片在溶液中被釋放出來，并可以被沖走。然后，該團隊使用熱壓機（一種用于制造木質(zhì)復(fù)合材料的工業(yè)虎鉗），將剩余的纖維素和半纖維素成分壓縮在一起，得到一種強度是天然木材的八倍的工程木材。

    此外，木材中的纖維素能反射可見光，僅吸收非常低水平的近紅外光，這意味著新型冷卻木材能將大部分的陽光反射出去。

    因此，用這種材料制成的建筑在室內(nèi)幾乎不會傳導(dǎo)任何熱量。該研究團隊還發(fā)現(xiàn)，這種材料可以吸收室內(nèi)產(chǎn)生的熱量，這些熱量輻射的波長不同于太陽光的波長。在涼爽的夜晚，冷卻木材有助于釋放熱量，即適合白天也適合夜晚。

    它可以降低空調(diào)成本

    研究人員在“科學(xué)”雜志上介紹說，如果將這種材料應(yīng)用于溫暖氣候下的建筑物外部，那么被動冷卻效應(yīng)可以將空調(diào)成本降低35％。冷卻木材非常致密，抗拉強度約為404兆帕斯卡，比天然木材強8.7倍，與金屬結(jié)構(gòu)材料（包括鋼材）相當。

    但是，由于冷卻木材同時也限制了來自太陽的熱量進入室內(nèi)，所以在冬天會增加額外的取暖費用。因此，這種材料最適合夏天長、冬天短的溫暖地區(qū)。

    這種多功能、可擴展的冷卻木材有望用于未來節(jié)能和可持續(xù)的建筑應(yīng)用，從而大幅減少碳排放和能源消耗。