智能涂料和冷却涂层的开发能够在不需要电力的情况下降低表面温度，这在日益加剧的热浪和对电力系统的不断增加的压力背景下，引起了极大的期望。
像SkyCool Systems这样的公司和国际研究团队正在推动辐射冷却技术的应用，这是一种被动解决方案，据MIT Technology Review发布的数据，它有望显著减少空调的需求。
辐射冷却的原理
辐射冷却基于物体自然散发白天积累的热量的能力。沙特阿拉伯阿卜杜拉国王大学材料科学教授Qiaoqiang Gan解释说，汽车的金属车顶在夜间会冷却，因为它们将热量传递给天空，甚至达到低于环境温度的水平。
这一过程在几个世纪以来在伊朗、北非和印度的文化中已被使用，用于制造冰或设计反射屋顶以减少住宅的热量。“辐射冷却是普遍存在的；它存在于我们的日常生活中，”Gan指出。
其原理是反射大部分太阳辐射，并允许剩余的热量以红外辐射的形式通过所谓的大气窗口逃逸，这是一个不被大气吸收的波长范围，允许热量直接散发到太空中。
从光子薄膜到可及的涂层
2014年的首次实验使用了先进的光子薄膜来最大化热量的散发。如今，该行业优先考虑更简单和更坚固的材料：陶瓷屋顶、反射聚合物和基于纳米材料的薄膜。
像SkyCool Systems、Planck Energies、Spacecool 和 i2Cool这样的初创公司在涂层的商业化方面展开竞争，这些涂层至少反射94%的太阳辐射，在潮湿的热带气候中超过97%。
SkyCool Systems解释说，其薄膜应用于面板和屋顶，防止在阳光下加热，并将红外热量辐射到天空，全年保持冷却，无论白天还是夜晚。
在建筑和纺织品中的应用
这些涂层的实施超越了传统的反射屋顶。它们已安装在加利福尼亚的超市和2025年日本世博会的展馆中。
这一概念也扩展到反射纺织品，以保护暴露在极端高温下的人群。Gan指出，已经在实验T恤和运动服，以实现个人被动冷却。
能源和气候影响
数据显示，使用这些智能涂料可以在没有空调的情况下将室内环境保持在比环境温度低5°C的水平。
- 作为现有系统的补充，它们提高了10%到40%的能源效率。
- 作为空调的替代品，它们将能源消耗减少到80%或90%。
- 热成像显示，处理过的区域的温度比未涂层区域低35°C。
限制和环境挑战
性能取决于外部因素，如云、灰尘或污染，这些因素影响太阳反射和热量传递。此外，许多涂层在多年暴露后失去反射能力。
另一个挑战是使用氟聚合物如特氟龙：耐用且成本低，但由于其难以降解的环境特性，被认为是“永恒化学品”。挑战在于在不使用这些材料的情况下保持技术特性。
专家一致认为，辐射冷却不会成为应对气候变化的唯一解决方案，也不会完全取代空调。然而，其可扩展性和低成本使其成为适应建筑和服装以应对温度升高和全球能源危机的关键工具。
