让热量滚出地球！华裔科学家开发出创纪录的设备冷却技术

两个质子 · 公众号 · 科学 · 2017-01-22 14:56

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各种物体（如计算机）的冷却会消耗大量能源，因此需要新的解决方案来减少能耗。辐射散热是个不错的途径，那么驱赶热量的最佳目的地就是…又大又冷的太空了。但是很不幸，我们被困在地面上，要怎样才能把热量穿越大气层驱散到那里呢？

a)高选择性热辐射窗口的电镜画面，以及b)对不同波长的散热效果。

Fan et al.

好在地球大气虽然会吸收不少热量，但并不是毫无“空隙”。波长8至13微米的热辐射可畅通无阻地穿过大气层发散至寒冷黑暗的太空。本周《自然-通讯》刊登的研究Radiative cooling to deep sub-freezing temperatures through a 24-h day–night cycle报告了一种采用辐射冷却技术的创纪录冷却效果，该技术将热量驱散至太空。本文所述冷却装置最高可以将小型物体的温度降低42°C，虽然目前的设置还无法实现大规模应用，如建筑物的冷却，但是该发现展示了利用辐射冷却实现大幅度降温的潜力。

实验装置的a)构造、b)组装效果图和c)包含需要散热的设备的真空室。

Fan et al.

斯坦福大学的范汕洄及同事依据这一原理制造了一种辐射冷却装置，它至少可以使物体温度比环境温度下降33°C，在阳光照射期间，最高可降低42°C。之前，辐射冷却在白天仅能使温度下降5°C左右，在夜晚使温度下降15–20°C左右。这一装置的高选择性热辐射窗口可以特异性地将波长8至13微米的热辐射散发出去，使其自行散逸，最终穿过大气层进入太空。