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特刊:在变暖世界中降温

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

在本期《科学》特刊中,3篇《视角》和3篇《综述》着重介绍了一系列新的、经过改进的技术和解决方案,其目的是为了让人类和我们依赖的材料保持凉爽,因为我们所在的星球正在快速变暖。

在全球范围内,创纪录的热浪和极端气温事件呈上升趋势,但其影响却越来越难以量化。在第1篇《视角》中,Steven Sherwood讨论了与预测和理解区域高温事件后果有关的困难。据Sherwood披露,这个世界上的贫穷人口最容易受到极端气温的伤害,凸显了对低成本适应措施和抵御炎热加剧技术的需要。在第2篇《视角》中,Po-Chun Hsu 和 Xiuqiang Li 概述了光子工程设计的辐射冷却织物。Hsu 和 Li认为,全球变暖产生了对可帮助穿戴者降温的创新型纺织品的需求。各种类型的降温织物可以改善皮肤与环境间的辐射性热传递,提供一种有前途的、通过穿衣控制个人体温的方式,并能帮助减少对昂贵且耗能的室内空调的需求。由Amy Fleischer撰写的最后1篇《视角》强调了不断增长的、对冷却数据中心的需求。世界各地的数据中心储存和支持着海量的信息,而保持这些信息在线的全部能量中的大部分是用于维持其处于凉爽的环境。在不增加成本和排放的前提下,Fleisher描述了解决数据中心冷却所需耗能不断上升问题的改进措施和新颖方法。

在第1篇《综述》中,Mark McLinden和同事概述了蒸气压缩式制冷—这也许是地球上使用最广泛的制冷技术。大多数的制冷和空调系统都基于蒸汽压缩。然而,它们缺乏能效—且常含有危害性制冷剂,后者会进一步导致大气中的温室气体。据McLinden等人披露,目前所用的蒸汽压缩冷却设备具有很高的全球暖化潜能,因此人们一直致力于改进技术并开发新的、更环保的替代制冷剂。在第2篇《综述》中,Xavier Moya和Neil Mathur概述了用热材料来降温和加热的方法。热材料可通过对其进行电、磁或机械处理来传输热量。据Moya和Mathur披露,磁热、电热和机械热材料已在能于接近室温下操作的原型冷却装置中显示了希望。由Xiaobo Yin和同事撰写的最后1篇《综述》描述了被动辐射冷却材料的使用,该材料利用大气窗口以红外辐射方式将热释放到寒冷的太空。当用于屋顶时,这些系统甚至可以在白天和阳光直射下将建筑物的温度降低几度。

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