今夏的極端高溫天氣，簡直是一場噩夢。不論是在工作場所，還是在家里，炎熱剝奪了我們的注意力，使我們在夜間難以入眠。擁有空調(diào)的人可謂非常幸運。但不幸的是，這些系統(tǒng)的運行會消耗大量能源，而且受到能源危機(jī)的影響，電費飆升?？照{(diào)不僅價格昂貴，其制冷劑還會危害環(huán)境。
因此，人們正在迫切尋求一種節(jié)能的樓宇制冷解決方案。
被動輻射冷卻將顛覆這一切
被動輻射冷卻將太空視為一個近乎無限的能量庫。能量從物體上通過大氣輻射出去。這種能量通過發(fā)射中紅外（MIR）電磁波進(jìn)行轉(zhuǎn)移。地球樓宇和太空之間巨大的溫度梯度將這一切化為了可能。
被動輻射冷卻原理
猜猜被動輻射冷卻最酷的地方是什么？那就是……被動！樓宇制冷不再需要輸入額外的能量。這簡直太棒了！難道不是嗎？
但這存在一個難點
來自表面的輻射發(fā)射是恒定的。因此，輻射能的凈負(fù)變化對于冷卻來說至關(guān)重要。在實操中，這意味著什么呢？
白天的入射日輻射通常大大超過對太空的輻射，這導(dǎo)致表面升溫。因此，被動冷卻大多在夜間使用，因為這時對太空的輻射要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過入射輻射。
盡管如此，該領(lǐng)域的研究仍在不斷取得進(jìn)展。新材料和技術(shù)的開發(fā)將有效的日間被動冷卻變成可能。
而為了測試這些新材料的有效性，必須確認(rèn)其熱發(fā)射率。
傅立葉變換紅外光譜法在此大顯身手
為了達(dá)到最佳的冷卻性能，這些材料必須滿足特定的要求。除了高太陽反射率，在8-13 µm的紅外區(qū)域具有高發(fā)射率也是必要的。這一點非常重要，因為在這個區(qū)域，幾乎沒有空氣吸收紅外線，這將削弱冷卻效果。
使用布魯克INVENIO光譜儀（以及其他布魯克光譜儀），就可以測定發(fā)射率。為此，它可以配備A562積分球。積分球體中的光束轉(zhuǎn)向反射鏡會以15°的入射角，將來自INVENIO的入射光引導(dǎo)到樣品上。
在這個角度下，就可以滿足典型的發(fā)射率分析要求，即入射光必須接近垂直。這對減少極化效應(yīng)而言非常重要。借助這種設(shè)置，就可以測量光譜半球反射率。通過使用基爾霍夫定律，最終可以確定光譜半球發(fā)射率。
用于測定發(fā)射率的布魯克A562鍍金積分球
結(jié)論
為了在炎熱的夏天保持涼爽，被動輻射冷卻帶來了一個環(huán)保的空調(diào)替代選擇。傅立葉變換紅外光譜儀有助于測定材料的發(fā)射率，從而進(jìn)一步提高輻射冷卻方法的效率。
參考文獻(xiàn)
1. A.P. Raman, M.A. Anoma, L. Zhu, E. Rephaeli, S. Fan. Passive radiative cooling below ambient air temperature under direct sunlight. Nature,(2014), 515, 540-544 10.1038/nature13883.
2. M.M. Hossain, M. Gu. Radiative cooling: principles, progress, and potentials. Adv. Sci., 3 (2016), p. 1500360, 10.1002/advs.201500360.
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