随着气温飙升，空调日益受到欢迎，但这类装置耗能高，而且可能产生大量温室气体。据外媒报道，最近，研究人员开发了一种环保替代方案。这种以植物为基础的薄膜，在阳光下会变得更冷，并提供各种纹理和明亮的彩虹色。这种材料有朝一日可以在不需要外部电力的情况下，帮助建筑物、汽车和其他结构保持凉爽。
该项目首席研究员、剑桥大学的Silvia Vignolini博士表示：“为了制造在白天比周围空气温度低的材料，需要一种能够反射大量太阳光而不吸收太阳光的材料。只有少数材料具有这种特性，因为添加彩色颜料通常会影响材料的冷却效果。”
被动日间辐射冷却（PDRC）指表面具有向太空释放自身热量的能力。由此产生的结果是，在不使用任何电力的情况下，该表面的温度可以比周围空气低若干度。当用于建筑物或其他结构时，使用相关材料，有助于减少使用空调或者其他电力密集型冷却方法。
剑桥大学的物理学博士Qingchen Shen表示，目前开发的一些涂料和薄膜可以实现PDRC，但其中大多数是白色或具有镜面效果。如果一个建筑物想要使用蓝色PDRC涂料，就没有那么幸运了。因为根据定义，彩色颜料会吸收特定波长的阳光，只反射人们看到的颜色，而在这个过程中会造成不良的温室效应。
有一种方法不需要使用颜料即可实现彩色效果，例如肥皂泡泡的表面上会出现不同颜色的棱镜。这种现象名为结构色彩（structural color），是光与不同厚度的气泡薄膜相互作用所致。该项研究部分聚焦于，确定自然界中不同类型结构色彩的形成原因。在一个案例中，该团队发现，从植物纤维素中提取的纤维素纳米晶体（CNC），不需要添加任何颜料，即可制成彩虹色薄膜。
事实证明，纤维素也是少数几种可以促进PDRC的天然材料之一。在最近的工作中，Shen和Vignolini将彩色CNC材料与由乙基纤维素制成的白色材料层叠在一起，从而制成彩色双层PDRC薄膜。由此制成的薄膜具有鲜明的蓝、绿和红色，当放在阳光下时，大约比周围空气的温度低40 F。一平方米这样的薄膜能够产生120W的冷却功率，可与许多类型的住宅空调相媲美。
这项研究中最具挑战性的是找到一种方法，让这两层粘合在一起。因为CNC薄膜很脆，而乙基纤维素层必须经过等离子体处理才能实现良好的粘附性。然而，最后制造出来的薄膜很坚固。在标准的生产线上，可以一次制备数米长的薄膜。
自从制作出第一批这样的薄膜以来，研究人员一直致力于改善其美学外观。通过改进该团队之前探索的方法，可以制造出闪闪发光、色彩鲜艳的纤维素冷却膜。此外，调整乙基纤维素薄膜，可使其具有不同的纹理，如同室内设计中使用的木材饰面一样。对于在汽车和其他结构中融入PDRC效果，这将为人们提供更多的选择。
现在，研究人员计划找到使这些薄膜更具功能性的方法。据介绍，CNC材料可用于传感器，以检测环境污染物或气候变化。如果结合CNC-乙基纤维素薄膜的冷却能力，将非常有用。例如，在汽车密集的市区，建筑物立面上的钴色PDRC有朝一日可以使建筑物保持凉爽，再加上探测器，可以提醒有关人员注意空气中较高的雾霾分子水平。
