被动辐射冷却究竟能带来多少降温效果？
目前最先进的被动辐射冷却材料在晴朗干燥条件下，已能实现与传统冷却方式相当甚至更优的降温效果。2024年的一款超表面辐射器在强阳光照射下（约800瓦/平方米）创下纪录，使温度比环境温度低15.4°C[6]。同年另一款先进辐射器平均降温幅度达20.1°C，冷却功率为121瓦/平方米[10]。这些并非实验室中的新奇事物——一种陶瓷纳米纤维气凝胶在阳光下使箱内温度比外部空气低18.6°C[5]。作为参照，普通窗式空调通常能将室内温度降低10–15°C，因此这些被动材料在物体自身降温方面已达到相近水平。
在潮湿或多云条件下性能有所下降，但仍具实用价值。即便在80%湿度环境下，微孔玻璃涂层仍能实现白天降温3.5°C、夜间降温4°C的效果[1]。虽然这一数值不及15–20°C的显著降幅，但足以大幅减轻空调负荷。
在实际应用中，它能取代空调或降温纺织品吗？
对于个人纺织品而言，答案显然是肯定的——其性能令人印象深刻。一种分层结构超材料织物相较于传统纺织品，能使模拟皮肤降温16.6°C，其中约一半的降温效果来自吸湿排汗功能[4]。另一种超材料织物在干燥条件下可实现13.8°C的降温效果，出汗时则达到19.3°C，据估算每年可为上海的建筑暖通空调系统节省约19.3%的能耗[2]。采用工业纺织方法大规模编织的超材料织物，与棉质面料相比，能使人体降温约4.8°C[8]。这些并非渐进式的改进——它们代表了一种真正替代主动制冷方案、实现个人舒适度的全新选择。
对于建筑而言，情况则更为复杂。冷却玻璃涂层[1]和陶瓷气凝胶[5]虽然耐用且耐候性强，但最适合作为暖通空调系统的补充，而非替代品。19.3%的节能估算[2]虽然显著，但前提是与现有系统集成。一种可在制冷与制热模式间切换的涂层[7]解决了季节性限制——干燥时（制冷模式）可反射96.6%的阳光，湿润时（制热模式）可透射86.6%的阳光——使其适用于昼夜温差较大的气候条件。
实际障碍与权衡有哪些？
成本和规模化是主要障碍，但进展迅速。牡蛎壳衍生的薄膜[3]和透明木材涂层[11]表明，低成本、可持续的材料是可行的——牡蛎壳薄膜利用废弃碳酸钙实现了低于环境温度7°C的冷却效果。超材料织物[2][4][8]通过静电纺丝或工业编织生产，这些工艺已具备规模化能力。陶瓷气凝胶[5]可耐受830°C高温，并通过了环境老化测试，显示出长期耐久性。
性能高度依赖天空状况。所有材料均依赖通过大气窗口（8–13微米）向太空辐射热量，这在晴朗的夜晚效果最佳。在多云天气或潮湿气候下，冷却功率会下降。在出汗条件下实现19.3°C降温的超级织物[2]也表明，结合汗液蒸发可以弥补辐射性能的降低。没有一种材料能在所有环境下都达到最佳效果——最佳选择取决于当地气候、应用场景（纺织品、建筑还是电子设备）以及成本限制。
关于这些来源
该答案基于11篇经同行评审的研究——发表于2021年至2025年间，其中6篇为2024年及以后发表，11篇发表于Q1期刊，累计被引用2029次——这些研究是从12篇通过质量筛选的文献中选出的最具相关性的成果，而后者又源自从超过5亿篇论文的数据库中检索到的56篇论文。
本文引用的文献
一种溶液加工的辐射冷却玻璃
一种微孔玻璃涂层在80%湿度下仍能实现白天低于环境温度3.5°C、夜间低于环境温度4°C的冷却效果，并在水浸、紫外线照射、污损及高温条件下保持稳定。
一种具有Janus润湿性和热传导特性的高性能被动辐射冷却超织物
一种具有99.7%太阳反射率和92.4%红外发射率的分层超织物，在阳光下可实现13.8°C（干燥状态）和19.3°C（出汗状态）的降温效果，据估算，在上海地区每年可节省约19.3%的建筑暖通空调能耗。
将废弃牡蛎壳转化为可持续的被动辐射冷却薄膜
利用废弃牡蛎壳（CaCO₃）与聚氨酯制成的薄膜，在650瓦/平方米的太阳辐照下实现了低于环境温度7°C的降温效果，性能优于白漆和纯聚氨酯材料。
一种吸湿排汗的被动辐射冷却分级超织物
一种吸湿排汗的纳米纤维超织物使模拟皮肤温度比传统纺织品降低16.6°C，其中仅湿度管理就贡献了约8.2°C的降温效果。
用于通用无源辐射冷却的分级陶瓷纳米纤维气凝胶
一种陶瓷纳米纤维气凝胶实现了98.1%的太阳反射率和92.1%的大气窗口发射率，理论日间冷却功率达103.3 W/m²；覆盖该材料的箱体在阳光下平均降温至低于环境温度18.6°C。
混合极性介质超表面热发射器实现超高性能无源辐射冷却
一种由机器学习设计的超表面发射器在8–13 µm窗口实现了约0.92的发射率、约1.8的光谱选择性，并在约800 W/m²的太阳辐照下实现了创纪录的15.4°C亚环境冷却。
可切换表面涂层，用于双功能被动辐射冷却与太阳能加热
一种具有分级孔结构的可切换涂层实现了96.6%的太阳反射率（干燥、冷却模式）和86.6%的太阳透射率（湿润、加热模式），从而在热带气候下实现了全天候接近/低于环境温度的冷却效果。
用于可扩展被动日间辐射冷却的分层形态超织物
一种大规模编织的超织物，具有94.5%的大气窗口发射率和92.4%的太阳反射率，可使人体温度比棉织物低约4.8°C，并通过工业纺织路线生产。
被动辐射冷却可提升可穿戴热电发电机的性能
一种带有辐射冷却涂层的可穿戴热电发电机，在户外输出功率比原始设备提高了约128%，在室内提高了约96%。
一种具有超高亚环境冷却性能的先进被动辐射冷却发射器
一种具有95.5%反射率和97.9%发射率的高级被动辐射冷却发射器，在强烈阳光下实现了平均低于环境温度20.1°C的降温效果和121.0 W/m²的冷却功率。
透明木材用于太阳能吸收体的被动辐射冷却
经ZnO纳米颗粒功能化的透明木材涂层，在直接日照下表现出约0.95的中红外发射率，并使硅基板温度降低约6–7°C。