美國賓州州立大學(PSU)開發了一項利用放射冷卻技術降低建築物內部溫度之多孔質塑膠片材,且以此材料製成的箱子在室外環境溫度為26.7℃的情況下,成功地將箱內溫度降至18.5℃。研究團隊利用粉末狀聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)製作了厚度約2.1 mm的多孔質片材。透過一階段粉末燒結技術,將PMMA粉末熔合成一片包含各種孔洞大小的片材。
PMMA片材的孔洞如同皮膚毛孔般能以不同角度散射光線並輻射,藉此降低內部空間的溫度。有別於其他被動放熱材料僅反射短波紅外線,PMMA片材能反射可見光與短波紅外線,日間冷卻效果高,可見光與紅外線的平均反射率達96%。此外,PMMA片材在夜間會將中波長紅外線輻射到外太空,進一步冷卻內部空間。
研究團隊也利用多孔質PMMA片材製作箱子,並將其置於陽光下測試內部溫度。實驗結果顯示,在晴天且外部氣溫約26.7℃的情況下,箱內溫度冷卻至18.5℃,而相同尺寸的普通紙箱內部溫度僅降至24.0℃。另一方面,研究團隊在實驗室內使用太陽模擬器進行實驗,藉此控制風速等環境因素。然而,由於室內溫度高於宇宙空間溫度,因此實驗室內的放射冷卻效果低於室外環境。
多孔性PMMA片材呈現白色,低價格且具有效果,適用於住宅外牆或屋頂,可提供被動冷卻效果,發揮輔助空調系統的機能性。白天的被動冷卻無需能源或電力,非常適合因氣候變遷而面臨日間氣溫逐漸升高等地區的建築。
雖然PMMA片材曝曬於陽光下數年後會逐漸劣化,但由於其易於粉碎,經回收後透過工業規模的粉末燒結,將可再利用於其他建築物。研究團隊預期PMMA片材的設置交換可望促成新的商業模式,並創造地方就業機會。