太陽(yáng)光譜的案例
將測(cè)量的太陽(yáng)光譜導(dǎo)入VirtualLab Fusion
一個(gè)非常常用的光源是太陽(yáng)發(fā)出的光，其復(fù)雜的輻射光譜是其最顯著的特征之一(黑體光譜)。在這個(gè)用例中，我們以太陽(yáng)光為例，說(shuō)明了如何將測(cè)量到的光譜導(dǎo)入VirtualLab Fusion中，然后介紹了如何使用所述數(shù)據(jù)用作光學(xué)系統(tǒng)中光源的光譜組成。
建模任務(wù)
如何將測(cè)量到的太陽(yáng)光光譜(見下圖)導(dǎo)入到VirtualLab Fusion中，然后如何將其用作系統(tǒng)中光源的光譜組成？
地外太陽(yáng)光譜數(shù)據(jù)來(lái)自Wehrli, C. World Radiation Center (WRC), 615(1), 10-17, (1985).
在光學(xué)系統(tǒng)中使用光源
將光譜導(dǎo)入光源
邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)
文件信息
展開 將測(cè)量的太陽(yáng)光譜導(dǎo)入VirtualLab Fusion
一個(gè)非常常用的光源是太陽(yáng)發(fā)出的光，其復(fù)雜的輻射光譜是其最顯著的特征之一(黑體光譜)。在這個(gè)用例中，我們以太陽(yáng)光為例，說(shuō)明了如何將測(cè)量到的光譜導(dǎo)入VirtualLab Fusion中，然后介紹了如何使用所述數(shù)據(jù)用作光學(xué)系統(tǒng)中光源的光譜組成。
建模任務(wù)
如何將測(cè)量到的太陽(yáng)光光譜(見下圖)導(dǎo)入到VirtualLab Fusion中，然后如何將其用作系統(tǒng)中光源的光譜組成？
地外太陽(yáng)光譜數(shù)據(jù)來(lái)自Wehrli, C. World Radiation Center (WRC), 615(1), 10-17, (1985).
在光學(xué)系統(tǒng)中使用光源
將光譜導(dǎo)入光源
邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)
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延伸閱讀
-白光邁克爾遜干涉儀
展開 原位制備MoO3薄膜提高銅鋅錫硫硒太陽(yáng)能電池背界面接觸性能
而且CuZnSeS具有吸收系數(shù)大，能帶可調(diào)的優(yōu)勢(shì)，此外它與太陽(yáng)光譜具有更高的匹配度，從而引發(fā)人們的廣泛關(guān)注。但在制作過程中，由于廣泛使用Mo作為背電極，從而Mo與S或者Se元素反應(yīng)得到較厚的MoS2或者M(jìn)oSe2層這一問題難以解決。
針對(duì)這一問題，中國(guó)科學(xué)院物理研究所孟慶波研究員領(lǐng)導(dǎo)的課題組在空氣中對(duì)鉬基底進(jìn)行退火處理，在鉬表面形成MoO3薄層。該MoO3薄膜能有效抑制過厚Mo(S,Se)2的形成。研究發(fā)現(xiàn)，MoO3厚度隨著溫度的升高而增大，其中350°C形成的MoO3厚度最為合適，既能夠有效降低Mo(S,Se)2的厚度，又不影響吸收層和鉬電極接觸，器件最高效率達(dá)到10.58%。這種方法不會(huì)引入其他雜質(zhì)元素，操作簡(jiǎn)單方便。
圖1 不同溫度下退火的Mo層厚度
本工作近期發(fā)表于Science China Materials, 2018, doi:10.1007/s40843-018-9381-1。
展開 測(cè)量光譜的導(dǎo)入
我們演示了如何將實(shí)驗(yàn)測(cè)量的太陽(yáng)光光譜導(dǎo)入到VirtualLab Fusion中，以及如何使用它來(lái)描述光學(xué)系統(tǒng)中光源的光譜組成。此外，我們還演示了如何使用內(nèi)置的Savitzky-Golay濾波器來(lái)平滑導(dǎo)入測(cè)量數(shù)據(jù)中的潛在噪聲，這可能是在仿真中使用實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)至關(guān)重要的第一步。
將測(cè)量的太陽(yáng)光譜導(dǎo)入VirtualLab Fusion
這個(gè)用例說(shuō)明了如何導(dǎo)入測(cè)量的地外太陽(yáng)光光譜，以及隨后如何在光學(xué)系統(tǒng)中使用該光譜。
Savitzky-Golay濾波函數(shù)
這個(gè)用例演示了Savitzky-Golay濾波器的使用，以平滑所測(cè)量的光譜。
測(cè)量光譜的導(dǎo)入
我們演示了如何將實(shí)驗(yàn)測(cè)量的太陽(yáng)光光譜導(dǎo)入到VirtualLab Fusion中，以及如何使用它來(lái)描述光學(xué)系統(tǒng)中光源的光譜組成。此外，我們還演示了如何使用內(nèi)置的Savitzky-Golay濾波器來(lái)平滑導(dǎo)入測(cè)量數(shù)據(jù)中的潛在噪聲，這可能是在仿真中使用實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)至關(guān)重要的第一步。
將測(cè)量的太陽(yáng)光譜導(dǎo)入VirtualLab Fusion
這個(gè)用例說(shuō)明了如何導(dǎo)入測(cè)量的地外太陽(yáng)光光譜，以及隨后如何在光學(xué)系統(tǒng)中使用該光譜。
Savitzky-Golay濾波函數(shù)
這個(gè)用例演示了Savitzky-Golay濾波器的使用，以平滑所測(cè)量的光譜。
VirtualLab運(yùn)用：將測(cè)量光譜數(shù)據(jù)導(dǎo)入到光源
檢查功率譜
通過單擊“Show Diagram”以打開圖表從而檢查所導(dǎo)入光譜。
8. 生成光分布
■ 通過點(diǎn)擊“OK”關(guān)閉編輯對(duì)話框時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)關(guān)于所生成的模式總數(shù)量的警告消息。
■ 所以我們必須決定這對(duì)于性能是否是至關(guān)重要的。
■ 在此示例中，我們可以忽略警告。
9. 由此產(chǎn)生的光分布
■我們將得到一個(gè)擴(kuò)展的光分布。
■其光視圖顯示源于太陽(yáng)光譜的混合顏色。
《Science》不插電不燒油給地球降溫！多級(jí)次微納米多孔聚合物涂層大顯身手
輻射冷卻是指物體通過反射太陽(yáng)光和輻射散去熱能的過程，不需要損耗電能就能實(shí)現(xiàn)環(huán)境的被動(dòng)降溫。問題在于，現(xiàn)有的輻射冷卻技術(shù)要么效果不好，要么不實(shí)用。而輻射冷卻技術(shù)的關(guān)鍵之一，在于表面涂層的性能。
有鑒于此，美國(guó)哥倫比亞大學(xué)N. Yu和Y. Yang團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種操作簡(jiǎn)單、成本低廉、可規(guī)模化的多級(jí)次多孔聚合物涂層制備方法，實(shí)現(xiàn)了高效率的被動(dòng)輻射冷卻。
圖1. P(VdF-HFP)HP薄膜的制備和光學(xué)性能
材料的選擇：
P(VdF-HFP)具有優(yōu)異的電磁性能，其作為被動(dòng)輻射冷卻涂層具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)，從而確保了P(VdF-HFP)可以在LWIR窗口有效輻射熱量。
1）在太陽(yáng)光譜區(qū)域（λ = 0.3-2.5 μm）具有可以忽略的消光系數(shù)，使太陽(yáng)光加熱降低到最小。
2）分子結(jié)構(gòu)中不同的振動(dòng)模式，導(dǎo)致在熱波長(zhǎng)處具有多個(gè)消光峰。
3）具有優(yōu)異的抗老化、防污、防紫外線能力。多孔結(jié)構(gòu)使得薄膜更具疏水性能。
簡(jiǎn)便的涂層制備方法：
研究人員以P(VdF-HFP)、水和丙酮混合物作為前驅(qū)體溶液（水不是溶劑，丙酮是溶劑），采用相轉(zhuǎn)化法制備得到多級(jí)次多孔聚合物膜，放置在于基底上然后在空氣中干燥。丙酮的快速蒸發(fā)導(dǎo)致P(VdF-HFP)從水中發(fā)生相分離，從而形成微納米尺度的液滴。水蒸干之后，富含微納米孔道結(jié)構(gòu)的P(VdF-HFP)HP薄膜也就形成了。
值得一提的是，這種涂層可以通過類似刷墻的方式進(jìn)行施工，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用極具吸引力?？梢圆捎盟⑼俊⒔俊娡康雀鞣N工藝，也適用于金屬、木材、塑料凳多種基材。除此以外，P(VdF-HFP)HP還可以做成穩(wěn)固的科循環(huán)的片層材料。
圖2. P(VdF-HFP)HP光學(xué)性能
圖3.
展開 天空輻射制冷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望
目前輻射制冷材料主要為熱輻射波長(zhǎng)被調(diào)制到“大氣窗口”波段的光譜選擇性輻射體或整個(gè)中紅外波段(即 4 μm 以上) 的寬譜輻射體。但在“大氣窗口”波段外對(duì)大氣輻射的額外吸收限制了寬譜輻射體在白天的冷卻性能，因此選擇性輻射體在白天應(yīng)用更具潛力。
輻射制冷過程中輻射體表面能量平衡如圖 1(c)所示，其中 Prad 表示輻射體表面的熱輻射，Psolar 表示吸收的太陽(yáng)輻射，Patm 表示吸收的大氣輻射，Pnon-radiative 表示非輻射損耗。根據(jù)能量平衡理論，輻射體表面的凈輻射制冷功率可表示為：
Pnet-cooling = Prad - Patm - Psolar - Pnon-radiative (1)
圖 1 輻射制冷基本原理
日間輻射制冷由于陽(yáng)光照射會(huì)導(dǎo)致輻射體表面溫度升高，故輻射制冷材料需要對(duì)太陽(yáng)輻射有很高的反射率( 一般大于 0. 9)。大氣質(zhì)量系數(shù)( air mass，AM)常用來(lái)表征太陽(yáng)光穿過大氣層后的太陽(yáng)光譜，定義為直接穿過大氣層的光程長(zhǎng)度。標(biāo)準(zhǔn)的太陽(yáng)平均輻照度通常由 AM1.5 太陽(yáng)光譜表示，具體分布如圖 1( b) 所示。為保證輻射制冷效果，至少須反射 90%的入射陽(yáng)光。輻射體表面太陽(yáng)反射率的微小變化，會(huì)對(duì)材料的輻射制冷性能產(chǎn)生顯著影響。
輻射制冷過程中，由于輻射體的溫度低于周圍環(huán)境空氣的溫度，周圍環(huán)境會(huì)通過導(dǎo)熱和對(duì)流向輻射體進(jìn)行傳熱，即非輻射損耗。輻射體的制冷量損耗不僅與環(huán)境風(fēng)速和溫度等因素有關(guān)，也與裝置的保溫性能有關(guān)，為簡(jiǎn)化該過程，多數(shù)研究采用總傳熱系數(shù) K 來(lái)表征非輻射損耗，可表示為：
Pnon-radiative = KA(Tamb- Ts) (2)
式中：K 為導(dǎo)熱和對(duì)流總傳熱系數(shù)，W/(m2·K);A 為輻射體面積，m2; Tamb為環(huán)境溫度，K; Ts 為輻射體表面溫度，K。
展開 封偉Chem Soc Rev：偶氮基光熱能的設(shè)計(jì)、性能和應(yīng)用
天津大學(xué)封偉教授團(tuán)隊(duì)在英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)綜述類旗艦刊物CHEM SOC REV (IF=40.182) 上發(fā)表題為“Azobenzene-bas能量密度 solar thermal fuels: design, properties, and applications”的綜述論文，文中詳細(xì)介紹了偶氮苯在太陽(yáng)光熱燃料（Solar Thermal Fuels）領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，并對(duì)其不同的設(shè)計(jì)、性能及應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)地總結(jié)，并對(duì)未來(lái)的應(yīng)用范圍，所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)提出了新的觀點(diǎn)，為今后偶氮苯材料在俘獲，轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)光能領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用指明了方向。
導(dǎo)覽圖
【序言】
現(xiàn)如今，已經(jīng)有各種各樣的技術(shù)手段來(lái)利用太陽(yáng)能，比如：太陽(yáng)光電技術(shù)、太陽(yáng)熱收集裝置、人工光合作用以及太陽(yáng)光熱燃料。其中，太陽(yáng)光-熱燃料（Solar Thermal Fuels，光熱材料）可可以通過光開關(guān)分子的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換和鍵的重排來(lái)儲(chǔ)存來(lái)自太陽(yáng)輻射的能量，然后以熱的形式釋放能量。這種封閉循環(huán)能夠在單一材料系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)可逆的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換和能量存儲(chǔ)，具有零排放、易于運(yùn)輸、可循環(huán)、可再生性、以及以熱量形式按需釋放等優(yōu)點(diǎn)。其中偶氮苯作為光分子開關(guān)的一種，因具有獨(dú)特的光誘導(dǎo)可逆結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變特性而成為實(shí)現(xiàn)光-熱存儲(chǔ)與可控釋放的重要潛在材料。光熱存儲(chǔ)與釋放循環(huán)體系主要依賴具有光誘導(dǎo)可逆構(gòu)型轉(zhuǎn)變的N=N分子結(jié)構(gòu)。
展開 受人體皮膚啟發(fā)的輻射制冷織物
PDRC的主要技術(shù)指標(biāo)是實(shí)現(xiàn)超高的太陽(yáng)光譜反射率和超高的大氣窗口發(fā)射率，同時(shí)在某些特殊的應(yīng)用場(chǎng)景中（如服裝、帳篷等），需要考慮透氣性、防水性、柔韌性、強(qiáng)度和耐久性等性能。而目前的輻射制冷織物雖然能夠滿足實(shí)際應(yīng)用中的防水透氣需求，但光學(xué)特性相對(duì)較差。因此，打破超高雙波段光學(xué)特性與多種應(yīng)用需求之間的兼容壁壘是PDRC面臨的一大挑戰(zhàn)。
人體皮膚(表皮和真皮層)是一個(gè)近乎完美的紅外發(fā)射器件，得益于以下三種生物組織結(jié)構(gòu)：表皮層的褶皺微結(jié)構(gòu)，真皮層含有的三維交錯(cuò)排列的膠原纖維及表皮層和真皮層中都存在的微米孔。人體皮膚的大氣窗口紅外發(fā)射率可達(dá)97%，是醫(yī)學(xué)熱成像中紅外發(fā)射率的最高記錄。除了散熱功能外，人體皮膚的表皮層還能保護(hù)人體免受紫外線的傷害。此外，人類皮膚在透氣性、防水性和柔韌性方面具有優(yōu)異的表現(xiàn)。
02
成果掠影
近期，哈爾濱工業(yè)大學(xué)教師程子明及博士生張?chǎng)纹?，針?duì)目前輻射制冷技術(shù)在追求雙波段(太陽(yáng)波段和大氣窗口波段)光學(xué)特性和兼容多種應(yīng)用功能需求之間的權(quán)衡與挑戰(zhàn)，受人體皮膚表皮層和真皮層結(jié)構(gòu)的高效光學(xué)性能和防水透氣性能啟發(fā)，成功設(shè)計(jì)并制備出一種具有超高光學(xué)特性且兼具良好透氣性耐久性和柔韌性的高效仿生輻射制冷織物。通過引入光子板狀孔效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了比Mie共振更強(qiáng)的后向散射。通過簡(jiǎn)單且可規(guī)?；慕竟に嚕苽涑隽司哂?7%太陽(yáng)光反射率和97%大氣窗口發(fā)射率的仿生輻射制冷織物。戶外測(cè)試表明，該制冷織物溫度明顯低于市面上無(wú)紡布、滌綸、亞麻布等白色布料，該織物在日間實(shí)現(xiàn)平均低于環(huán)境溫度5.2°C的溫降；穿戴使用該制冷織物制成的帽子，人體頭頂部溫度可比戴白色棉帽溫度低5.0°C；該制冷織物可廣泛應(yīng)用到戶外帳篷、車衣等領(lǐng)域。
展開 回收包裝塑料實(shí)現(xiàn)更環(huán)保的被動(dòng)輻射冷卻
被動(dòng)輻射冷卻（PRC）方法可以有效地反射太陽(yáng)光（0.3 ～ 2.5 μm），并通過大氣透明窗口（8 ～ 13 μm）向寒冷的外層空間（～3 K）發(fā)射紅外熱輻射。這些冷卻過程同時(shí)發(fā)生，且無(wú)需任何電力輸入，這為減少各種冷卻應(yīng)用中的能耗提供了絕佳的機(jī)會(huì)。近年來(lái)，人們提出了多種PDC結(jié)構(gòu)成功實(shí)現(xiàn)了陽(yáng)光直射下冷卻，包括多層結(jié)構(gòu)、超材料、隨機(jī)分布顆粒結(jié)構(gòu)和多孔結(jié)構(gòu)。盡管這些低溫冷卻結(jié)構(gòu)具有良好的性能，但其設(shè)計(jì)和制造過程復(fù)雜且成本高昂，阻礙了其廣泛應(yīng)用。
目前，全球?qū)λ芰系男枨蟪掷m(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到每年4.17億噸。這也導(dǎo)致了塑料廢物急劇增加。促進(jìn)塑料的減量、再利用和回收可以有效防止更多的聚合物材料釋放到環(huán)境中，從而遏制環(huán)境污染。目前，機(jī)械回收是五種主要包裝塑料環(huán)境和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)經(jīng)濟(jì)的主要工具：聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PETE）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和聚氯乙烯（PVC），但機(jī)械降解仍然受到成本的限制。因此，迫切需要提出一種基于機(jī)械的策略來(lái)提高其回收價(jià)值。打印紙由于原材料豐富且具有出色的生物降解性，成為PRC結(jié)構(gòu)的良好候選材料，然而，雖然打印紙具有被動(dòng)輻射冷卻特性，但其耐水性不足，使其無(wú)法靈活應(yīng)用。
02
成果掠影
為了應(yīng)對(duì)全球塑料回收的迫切需求，美國(guó)東北大學(xué)鄭義教授課題組利用回收的泡沫塑料和普通的打印紙來(lái)制造具有優(yōu)異自冷卻能力的泡沫-紙復(fù)合材料（FPC）。高漫反射 PS 泡沫顆粒與纖維打印紙的結(jié)合，使FPC太陽(yáng)光譜反射率達(dá)到 96%，在太陽(yáng)直射下平均產(chǎn)生8.4 °C的溫降和90 W/m
2的冷卻功率。同時(shí)，F(xiàn)PC在高濕度下仍能保持較高的太陽(yáng)光反射率，促進(jìn)其在潮濕的亞熱帶地區(qū)的應(yīng)用。此外，低成本材料和簡(jiǎn)單制造方法將為有效的白天輻射冷卻提供有效途徑。
展開 
可穿戴熱管理應(yīng)用的功能材料和創(chuàng)新策略
(a)用高潛熱或高熱容的材料來(lái)儲(chǔ)存來(lái)自外界環(huán)境的熱量; (b) 隔熱層，最大限度地減少熱量傳遞到人體皮膚; (c)與空氣交換熱量的導(dǎo)熱材料; (d) 吸收太陽(yáng)能并加熱人體皮膚的光熱材料; (e) 輻射冷卻材料，通過反射可見光并向太空發(fā)射紅外光來(lái)冷卻人體皮膚; (f) 有利于液體到蒸汽轉(zhuǎn)變的蒸發(fā)冷卻材料。
圖2.主動(dòng)熱管理方法。(a)焦耳加熱; (b)主動(dòng)微流控冷卻; (c)電、磁、熱制冷和加熱; (d) 熱電裝置的冷卻和加熱。
圖3.基于儲(chǔ)熱的個(gè)人熱管理。(a) 用于個(gè)人醫(yī)療保健的具有熱能儲(chǔ)存的相變水凝膠。(b) 個(gè)人熱管理的自修復(fù)式熱能儲(chǔ)存。(c) 高儲(chǔ)熱和基于熱擴(kuò)散的熱調(diào)節(jié)。
圖4.用于被動(dòng)熱管理的高導(dǎo)熱材料。(a) 在垂直方向上取向排列的導(dǎo)熱氮化硼復(fù)合材料; (b)具有沿平面取向結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱液態(tài)金屬-彈性體復(fù)合材料; (c)導(dǎo)熱氮化硼納米片復(fù)合材料，可以根據(jù)制造方法在垂直方向和面內(nèi)方向取向排列。
圖5.用于被動(dòng)熱管理的隔熱材料。(a)用于高溫(>500°C)隔熱的芳綸納米纖維氣凝膠; (b)仿駝峰織物面料，用于消防熱防護(hù); (c)陶瓷納米纖維氣凝膠具有優(yōu)異的可彎曲性和可壓縮性。
圖6.基于光熱效應(yīng)的被動(dòng)熱管理。(a) AM 1.5 G太陽(yáng)光譜。插圖是光熱效應(yīng)加熱材料的示意圖; (b)可穿戴透明MXene & AgNP涂層，具有光驅(qū)動(dòng)可愈合性能; (c)光熱治療用生物基材料微針貼片。
圖7.用于被動(dòng)溫度調(diào)節(jié)的汗液蒸發(fā)。
展開 新型薄層隔熱節(jié)能涂料的探索
隔熱保溫涂料的主要作用是阻止自身熱量的散失和阻止外界太陽(yáng)能量的侵入。由于中國(guó)的地域?qū)拸V，對(duì)隔熱保溫涂料的需求有所不同，北方寒冷地區(qū)要求保溫效果明顯的材料，減少室內(nèi)自身熱量的散失，因此外墻保溫材料在北方地區(qū)有作用明顯。南方地區(qū)光照強(qiáng)、氣溫高，因此需要隔熱效果好的涂料，以阻止外界太陽(yáng)能量的侵入。
目前市場(chǎng)上的保溫隔熱涂料主要分兩大類，一類以厚質(zhì)的外保溫系統(tǒng)為代表，利用降低熱傳遞的阻隔原理，效果明顯，另外還有傳統(tǒng)的硅酸鹽類復(fù)合涂料也是利用這一原理；另一類是薄層涂料，利用減少太陽(yáng)光吸收的原理減少外界太陽(yáng)能量的侵入。外保溫系統(tǒng)使用厚質(zhì)材料發(fā)展比薄層隔熱涂料早些，目前已有一些成功的生產(chǎn)企業(yè)和工程案例，薄層隔熱涂料起步相對(duì)較晚，市場(chǎng)上同類產(chǎn)品效果參差不齊，但南方市場(chǎng)發(fā)展應(yīng)用前景廣闊。
由于厚質(zhì)保溫材料發(fā)展已比較成熟，薄質(zhì)與厚質(zhì)保溫體系相比有施工簡(jiǎn)單，開裂風(fēng)險(xiǎn)小，安全性高等優(yōu)點(diǎn)，以下著重分析薄層隔熱節(jié)能涂料技術(shù)。
薄層隔熱節(jié)能涂料技術(shù)
1.反射隔熱涂料
由太陽(yáng)光譜能量分布曲線可知，太陽(yáng)能量絕大部分處于400—1750nm范圍內(nèi)的可見光和紅外光區(qū)。在該波長(zhǎng)范圍內(nèi)，涂膜的反射率越高隔熱效果就越好。因此通過選擇在該波長(zhǎng)范圍內(nèi)反射率高的原料，可制得高反射率的涂膜，反射可見及紅外光，以達(dá)到隔熱的目的。
早期的反射隔熱涂料，通過選擇高反射率的金屬或金屬氧化物顏填料，制得高反射率的涂層，反射太陽(yáng)熱以達(dá)到隔熱的目的。由于金屬薄片在溶劑型涂料中能夠較長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定存在，而在水性體系中則不能，因此大多數(shù)反射隔熱涂料為溶劑體系。但水性化是涂料的發(fā)展趨勢(shì)和必然歸宿。目前，利用“空心微珠”等組合形成高太陽(yáng)熱反射漆膜，具有很好的降溫隔熱作用。空心微珠填料對(duì)近紅外光的反射率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通填料。
展開 材料老化測(cè)試中遇到的問題及解決方法
從聚氯乙烯的老化機(jī)理考慮，聚氯乙 烯受熱易分解；從使用環(huán)境考慮；空氣中的氧、紫外光、熱、水分都是引起型材老化的原因。因此，GB/T8814-2004 《門、 窗用未增塑聚氯乙烯 （PVC-U） 型材》 中， 既規(guī)定了光氧老化試驗(yàn)方法， 采用 GB/T 16422.2 《塑料實(shí)驗(yàn)室光源曝露試驗(yàn)方法第二部分：氙弧燈》老化 4000h 或 6000h，模擬了室外紫外光及可見光、溫度、 濕度、降雨等因素，同時(shí)又規(guī)定了熱氧老化項(xiàng)目：加熱后狀態(tài)，150℃放置 30min，目測(cè)觀察是否出現(xiàn)氣泡、裂 紋、麻點(diǎn)或分離現(xiàn)象，以考察型材的耐熱性能。又如我國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)產(chǎn)品：外貿(mào)出口鞋。在 使用過程中，陽(yáng)光中的紫外線是引起鞋子變色、褪色的主要原因，因此，有必要用紫外燈箱對(duì)其進(jìn)行耐黃變測(cè) 試。常用的鞋類耐黃變?cè)囼?yàn)箱采用 30WUV 燈，樣品離光源 20cm，照射 3h 后觀察顏色變化。同時(shí)，在運(yùn)輸過 程中，集裝箱內(nèi)悶熱、潮濕的惡劣環(huán)境會(huì)引起鞋面、鞋底、膠水的變色、斑點(diǎn)，甚至是變質(zhì)。因此，在裝船運(yùn) 輸之前，有必要考慮進(jìn)行耐濕熱老化試驗(yàn)，模擬集裝箱內(nèi)高熱、高濕環(huán)境，在 70℃、95％相對(duì)濕度的條件下， 進(jìn)行 48h 試驗(yàn)后觀察外觀、顏色變化。
2 人工加速老化光源的選擇
實(shí)驗(yàn)室光源曝露試驗(yàn)因?yàn)榭梢栽谝粋€(gè)試驗(yàn)箱中同時(shí)模擬大氣可見環(huán)境中的光、氧、熱和降雨等因素，是目前 較為常用的一種人工加速老化試驗(yàn)方法，在這些模擬因素中，又以光源最為重要。經(jīng)驗(yàn)表明，陽(yáng)光中引起高分 子材料破環(huán)的波長(zhǎng)主要集中在紫外線及部分可見光。目前使用的人工光源都力圖使在此波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的能譜分布 曲線與太陽(yáng)光譜接近，模擬性和加速倍率是選擇人工光源的主要依據(jù)。經(jīng)歷了約一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室光源 已有封閉式碳弧燈、陽(yáng)光型碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈、高壓汞燈等各種光源供選擇。
展開 FRED軟件運(yùn)用之太陽(yáng)光源生成器
在單一方向上的光線點(diǎn)，是根據(jù)太陽(yáng)到達(dá)收集表面上的入射角（θ），表示如下：
X分量：0
Y分量：sin(θ)
Z分量：cos(θ)
當(dāng)它創(chuàng)建后，用戶可以手動(dòng)調(diào)整模型光源的位置和取向。
用戶可以選擇添加一個(gè)到六個(gè)之間相關(guān)的太陽(yáng)光譜，總間距為0.3微米到4微米。在電子表格中使用Bird solar model，可以推斷出直接/擴(kuò)散/總的光譜輻照度（W/m2/μm）。直接/擴(kuò)散/總的輻照度（W/ m2）是所有波長(zhǎng)間隔內(nèi)（在電子表格中也已經(jīng)計(jì)算出）的光譜輻照度值的總和。
使用對(duì)話框中的下拉菜單“波長(zhǎng)光譜”中選擇的光譜，光源的波長(zhǎng)定義為“根據(jù)光譜隨機(jī)”。所選的頻譜將添加到“光譜”文件夾，即使它沒有在右手邊作為生成的光譜之一檢查。如果有需要的話，復(fù)選框允許添加額外的光譜。
腳本
腳本的結(jié)構(gòu)如下：
1. 打開Excel電子表格
2. 顯示對(duì)話框1提示表面類型(太陽(yáng)追蹤或固定傾斜)。
3. 如果在對(duì)話框2或3中按下了“打印結(jié)果”按鈕，開始重復(fù)的while循環(huán)。
4. 如果表面太陽(yáng)追跡，顯示對(duì)話框2；如果表面是一個(gè)固定的傾角，顯示對(duì)話框3。
a. 如果是第一次運(yùn)行，插入默認(rèn)值。否則最后輸入的值保存在內(nèi)存中。
b. 收集有關(guān)日期和時(shí)間、地點(diǎn)、感興趣的表面和環(huán)境屬性的信息。
c. 如果點(diǎn)擊了“取消”按鈕，關(guān)閉Excel并終止腳本。
d. 將對(duì)話框中的值賦給變量。
5. 使用年、日和月計(jì)算每年的天數(shù)(即自年初以來(lái)過去多少天)，這是電子表格所需的值。對(duì)閏年進(jìn)行調(diào)整。
6. 將值插入到相應(yīng)的Excel電子表格區(qū)域中。
7. 從電子表格中提取輸出值。
a. 波長(zhǎng)和光譜輻照度(直接、擴(kuò)散和總的) 有122條記錄。
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