如今，在美国，空调用电量占建筑能源消耗的近 15%。未来几十年，创纪录高温的天数可能会飙升。这两个事实提出了一个难题：在一个变暖的世界中，我们如何在减少能源消耗的同时为住宅和工作场所降温？
斯坦福大学的研究人员表示，部分解决方案是一种材料，它可以吸收阳光照射的建筑物的热量并将其辐射到外太空。辐射冷却的基本概念起源于 20 世纪 80 年代，当时工程师发现某些类型的涂漆金属屋顶可以吸收建筑物的热量，并以能够穿透地球大气层的波长辐射出去。然而，辐射冷却在白天从未奏效，因为没有人制造出既能辐射热能又能反射阳光的材料。反射至关重要：如果一种材料吸收阳光，来自太阳的热量会抵消热辐射可能实现的任何冷却效果。
为了解决这个问题，斯坦福大学团队创造了一种非常有效的镜子。在其实验室屋顶的试验中，这种材料由二氧化铪和二氧化硅层叠加在银、钛和硅基底上制成，反射了 97% 的阳光。二氧化硅分子像微小的天线一样，吸收面板一侧空气中的热量，并在另一侧发出热辐射。* 该材料主要在 8 到 13 微米之间的波长范围内辐射。* 地球大气层对这些波长是透明的，因此热量不会使建筑物周围的空气变暖，而是逸散到太空。即使在阳光直射下，该小组 20 厘米直径的晶圆也比空气低约 5 摄氏度。
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斯坦福大学电气工程师、2014 年《自然》杂志一篇描述这项工作的论文的资深作者范汕洄 (Shanhui Fan) 设想用这种材料的面板覆盖建筑物的屋顶。由于屋顶不断散发热量，建筑物的空调可以放松运行并减少能源消耗。还可以有其他应用。例如，移除镜面组件并将该材料与太阳能电池配对，它可以冷却电池，同时允许光线到达电池，从而提高电池效率。“考虑到宇宙作为一个巨大的散热器所代表的巨大热力学资源，这非常有趣，”范汕洄说。“我们真的才刚刚开始认识到这种尚未充分开发的Renewable能源资源。”
插图作者：Don Foley
*编者注（1/7/16）：印刷版文章中的这两句话在发布后经过编辑，分别更正了对二氧化硅的错误描述和不正确的计量单位。