多孔塑膠薄板：建築散熱新利器

傳統建築冷卻系統需使用冷媒和電力，這會加劇大氣的溫室效應，導致更極端的天氣事件。有鑑於此，材料科學家們轉而尋求非傳統的建築降溫方法。

由賓州州立大學工程科學與力學系的埃文·普格講席教授阿赫萊什·拉赫塔基亞（Akhlesh Lakhtakia）共同帶領的國際研究團隊，研發出了一種多孔塑膠薄板，可透過輻射冷卻降低建築溫度。

這種薄板由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）粉末製成，厚度約為十二分之一英寸。當應用於密閉空間時，能使密閉空間的溫度降低8.4攝氏度，相當於約14華氏度。研究團隊已將此研究成果發表於《先進材料技術》（Advanced Materials Technologies）期刊。

拉赫塔基亞表示：「其他被動式散熱器僅將短波紅外線反射回太空，而我們的被動式散熱器既能反射可見光，又能反射短波紅外線，因此在白天能達到高效降溫效果。」他還指出，「這些薄板成本低廉且效果顯著，可作為住宅外牆和屋頂的附加材料，被動式冷卻房屋，輔助空調系統運作。」

中國大連理工大學的研究人員與拉赫塔基亞合作，採用一步粉末燒結法，將PMMA粉末熔合成扁平薄板，薄板內部有大小不一的氣穴或孔隙。就像人類皮膚上的毛孔一樣，PMMA薄板上的孔隙會使光線以不同角度散射和輻射，從而冷卻室內空間。夜間，多孔薄板會透過大氣向深空輻射中波紅外線，同樣能冷卻室內空間。

透過輻射96%的光線（包括紅外線和可見光），這種聚合物薄板能將室外80華氏度的空氣溫度，降至箱內的65.3華氏度。相比之下，同尺寸的普通紙箱只能將空間溫度降至75.2華氏度。

大連理工大學材料科學與工程系教授、論文通訊作者雷明凱表示：「粉末燒結法是一種強大的方法，可用於製備具有所需孔隙率和優異宏觀效能的多孔材料。我們期待與拉赫塔基亞和賓州州立大學合作，探索該材料的更多應用。」

為了測試材料效能，拉赫塔基亞的合作夥伴用多孔PMMA薄板製作了一個盒子，在盒內放置溫度計，然後將盒子置於太陽下測量溫度。平均而言，多孔PMMA薄板能反射96%的紅外線和可見光，將室外80華氏度的陽光下氣溫，降至箱內的65.3華氏度，而相同尺寸的普通紙箱只能將空間冷卻到75.2華氏度。

隨後，他們在實驗室中重複了該實驗，用太陽模擬器代替太陽，以便控制風等條件。由於室內溫度遠高於寒冷的外太空，實驗室內的輻射冷卻效果比室外稍差。

拉赫塔基亞指出，PMMA薄板在安裝於建築物上暴露在陽光下幾年後會降解，失去效果。但他預計會有新的企業興起，從事薄板的安裝和更換工作，從而為社羣創造新的就業機會。

他還提到：「這些薄板可以輕易地研磨、回收，並在工業規模上進行粉末燒結，以便在其他建築上重新使用。這種被動式白天降溫方法無需能源或電力，適用於因氣候變化而日間溫度逐年升高的社羣建築。」

除了拉赫塔基亞和雷明凱，論文的共同作者還包括第一作者李雨蓬以及趙輝、孟祥仁、趙一樹和劉浩東，他們均來自大連理工大學。