突破!新型车膜让汽车在烈日下自动散热

2026-04-28 | 来源: MIT科技评论 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

炎炎夏日，经过阳光长时间暴晒的汽车座舱往往会变成一个“大烤箱”，打开车门瞬间涌出的热浪是许多驾驶者避之不及的“痛苦”体验。为了快速降温，车载空调往往需要满负荷运转，这不仅消耗大量燃油或电量，也严重缩短了电动汽车的续航里程。

现有的降温汽车贴膜或镀膜技术，大多停留在“阻挡”外部热量进入的阶段，却对车内已经积聚的热量束手无策。近期，一种新型“零能耗”车窗薄膜技术或将为解决这一夏日出行痛点提供全新的物理学方案。

近日，韩国首尔大学（SNU）机械工程系的 Seung Hwan Ko 教授团队、美国麻省理工学院（MIT）陈刚（Gang Chen）教授团队，联合现代汽车与起亚汽车的工程师团队，结合光学与纳米工程，设计出一款新型多层薄膜。

将其贴在车窗，它就可以像“隐形空调”一样，在保证高透光率的前提下持续为车厢散热，同时还不消耗任何电能。研究论文已经发表在英国皇家化学学会旗下顶级期刊《能源与环境科学》（Energy & Environmental Science）上。

被忽视的座舱“温室效应”，成了电动汽车的能耗黑洞

汽车玻璃与地球大气层在热力学原理上有些类似：二者都对短波的可见光高度透明，却对长波的热辐射（红外线）形成阻挡。阳光穿透车窗进入车厢，加热内饰、座椅、仪表盘等各种材料；这些被加热的物体随即以热辐射形式放热，但由于车窗阻挡，热量无法逸散，由此形成温室效应，使车内温度迅速升高。

在极端情况下，车内空气温度比外界环境高出 20 至 30°C 的情况相当普遍；在中东、南亚等热带地区，实测车内气温最高可突破 67°C。这种高温会对车内人员安全构成直接威胁：儿童或宠物被遗忘在高温车内致死的案例并不罕见。而且还会导致内饰材料加速老化，释放苯等挥发性有机物，损害车内空气质量。

对驾驶体验而言，暴晒后的高温让驾驶员进入车内后，不得不将空调调至最强档运转，而且需要很长时间才能将车内温度降至舒适区间。过程难熬不说，还消耗了大量能源。对于已经较为普及的电动汽车而言，这一问题尤为突出，续航里程甚至会因此缩短近两成。

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目前，市面上主流的汽车隔热方案主要有两种：低辐射（Low-E）涂层和传统的隔热防爆膜。Low-E 涂层通常是在玻璃表面沉积一层极薄的金属（如银），以此来减少热传递；后者则通过反射或吸收部分太阳能来发挥作用。

然而，这些传统方案存在一个共同短板：它们的作用机制是“单向”的。它们确实能够部分阻挡外部太阳辐射进入车内，但对于已经穿透车窗、被车内座椅和内饰吸收并转化为热能的热量，这些薄膜往往会起到“保温罩”的反作用，无法有效散发车内已经积聚的热量。

图 | Low-E 涂层玻璃的构成和原理（来源：APRO）

“零能耗”黑科技：四层结构实现被动散热

为了克服这一局限，辐射制冷技术成为近年来备受学术界和产业界关注的方向。其原理在于，地球大气在波长约 8 至 13 微米的中红外范围内存在一个“大气透射窗口”，处于这一波长范围内的热辐射可以直接穿透大气层，逃逸至外太空。地球表面温度约为室温的物体，恰好在这一波段具有较强的热辐射，从而可将热量“倾倒”至宇宙空间，，从而实现无需电力的被动降温。

数百年前，中东、北非和印度等地区的人们就知道利用辐射制冷效应：在晴朗夜晚将盛水的浅槽暴露于天空，即便环境气温从未低于冰点，水也会结冰。

然而，绝大多数此前开发的辐射制冷材料都是不透明的，如白色涂料、陶瓷薄膜、金属聚合物双层膜等。这些材料可以应用于建筑屋顶、冷藏车厢外壁等场合，却无法用于需要保持良好视野的车窗。