大自然啟廸製冷瓷磚提升太陽反射率達99.6%

科研人員從大自然汲取靈感，轉化為創新方案，突破科學難題。理大學耆深入探索自然，發掘前沿科技及其應用。研究團隊成功將從大自然探究所得的新發現，轉化至製冷瓷磚的應用，促進可持續發展。

研究結果已獲著名學術期刊《科學》（Science）刊載，題為「具有高太陽反射率的階層式結構被動輻射製冷瓷磚」。這種製冷瓷磚能夠實現高效的光散射能力，和近乎完美達99.6%的陽光反射率，並具備氣候抗力和機械堅固度，能夠降低室內環境的冷卻需求，擁有龐大的節能潛力。
成功研發製冷瓷磚展示大自然啟發靈感的力量。它填補了被動輻射冷卻領域上的研究空白，顯著提升高太陽反射率。研發靈感源自白金龜甲蟲，啟發研究人員改良散射設計。

仿白金龜生物結構物料 達成99.6%陽光反射率

這項創新研究借鑒白金龜甲蟲的複雜生物結構，基於從此最白色甲蟲鱗片中發現的自然散射機制，優化了製冷瓷磚的階層式多孔結構。這項冷卻物料製作過程簡易，在日照下的冷卻表現出色，從而有效降低室內製冷所需的能源消耗。

自然界歷經數百萬年的演化進程，為工程學的精密設計、高效機制和可持續方案等帶來不少啟示。製冷瓷磚的研發還促成了由王教授開創的結構熱裝甲，即能在極高溫的固體表面實現高效液體冷卻，為一種前所未有的特性。此科研著作題為「抑制萊頓弗羅斯特效應，實現1,000°C以上高效熱能冷卻」，成功打破經典物理現象。

當液體接近比其沸點更高溫度的固體表面時，之間會形成持續的蒸汽層導致熱傳輸下降，從而增加熱阻。王教授設計的創新結構熱裝甲，徹底打破在工程和材料科學領域悠久的科學挑戰。

首次探究萊頓弗羅斯特效應

水與高溫表面之間的相互作用，對蒸發式冷卻應用至關重要。製冷瓷磚兼具仿生物白色和高太陽反射率外，成功抑制萊頓弗羅斯特效應亦是一大科技亮點。

製冷瓷磚表現出超親水性，可使水滴立即擴散，並通過其互聯的多孔結構迅速滲透。故在蒸發冷卻過程中，製冷瓷磚可在 800°C 以上的溫度下抑制萊頓弗羅斯特效應。

採取類似結構熱裝甲設計中使用的分層多孔結構，是成功研發冷卻瓷磚的關鍵因素之一。正是這種複雜精細的的多孔膜，使瓷磚能夠有效地吸收和蒸發液體，從而有效地抑制雷頓弗羅斯特效應。

在被動輻射冷卻材料領域內，首次成功探究萊頓弗羅斯特效應，是此研究的另一項突破探索，拓展了被動輻射冷卻材料設計的視野，也為結構熱裝甲的發展和應用提供了新見解。

這冷卻瓷磚技術獨特之處，在於它能夠通過簡單的製備和操作實現多種功能，其關鍵特性包括優秀的氣候抗力、機械堅固度、抑制萊頓弗羅斯特效應能力、可回收性和顏色。這些具高成本效益、耐用及多功能的優點，有利廣泛運用在各種商業應用和建築結構中，以及長期戶外應用。

今次取得突破成果的研究，闡明了這項創新技術方案兼具實用和多功能價值。這製冷瓷磚不僅通過最白甲蟲的仿生結構展示高效的冷卻能力，還具有自凈特性、耐用的機械強度和有效抑制萊頓弗羅斯特效應，有足夠條件落實應用。