制冷无需消耗能源 中国科学家研究有新成果

仅通过一个发射器，不仅可以反射太阳光，还能减少吸收大气和地面的热辐射，从而实现制冷效果。

这是中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员李炜团队15日在国际期刊《科学》（《Science》）上发布的最新研究成果：一种角度非对称光谱选择性热发射器（AS发射器）。

全向宽带发射器件和角度非对称光谱选择性发射器件在竖直表面的辐射换热过程

AS发射器件的设计

研究人员设计了打破镜面对称性的锯齿光栅结构，其倾斜表面最外侧的Ag层可以有效抑制地面发射的热辐射，而其横向表面上的SiN层可以向天空发射光谱选择性热辐射，从而提供角度非对称的热辐射特性。

为了验证AS发射器的全天候辐射制冷性能，该研究在晴朗的夏季进行了24小时连续的室外温度测量。

在一整天中，AS发射器的表面温度始终低于环境温度。即使在炎热的正午，AS发射器仍然保持约2.5°C的亚环境辐射制冷性能，且相较于常规高性能辐射制冷器件和商用白漆分别低4.3°C和8.9°C。此外，该研究还展示了，AS发射器在任意朝向下始终保持着亚环境辐射制冷性能。

户外辐射制冷性能测试

这项研究不仅攻克了竖直表面的日间亚环境辐射制冷，对辐射制冷的实际应用、节能减排具有重大意义。

此外，研究同时突破了热辐射角度、光谱的跨波段协同调控能力，展现了高自由度的热光子学操控能力，为操控热流和信息（如新型的高效冷却、加热、能量传输以及在空间光学系统中的高精度热控等）提供了崭新机遇。