被动辐射冷却如何工作，为何适合资源匮乏地区？
被动辐射冷却（PRC）通过反射阳光并以红外辐射的形式将热量穿过大气层排放到外太空，无需电力即可运作。这使得它非常适合离网或能源匮乏的地区，这些地区无法获得或负担不起传统空调。例如，一种微孔玻璃涂层即使在高温环境下，也能在正午实现约3.5°C的降温，夜间降温约4°C [1]；而一种经金属有机框架（MOF）材料UiO-66(Zr)处理的织物，可将温度降低多达5°C [3]。这些材料可应用于屋顶、墙壁甚至衣物，无需电力即可直接减轻热应激。
在资源匮乏环境中部署被动辐射冷却面临哪些实际障碍，以及如何解决这些障碍？
主要障碍包括成本、耐久性以及可靠性能测试的需求。许多被动辐射冷却（PRC）材料采用复杂的纳米结构，生产成本高昂，但存在可规模化替代方案：一种微孔玻璃涂层由丰富材料制成，能耐受水、紫外辐射和高温[1]；另一种通过工业纺织路线生产的编织超材料织物成本低廉、防水且透气[7]。另一个挑战是PRC在阴天或潮湿条件下性能下降，但一种双模式非对称光子镜可在冷却与加热模式间切换，在逆辐射条件下冷却功率比标准冷却器高出80%[5]。为确保材料在实际环境中如宣称般有效，名为FRESCO-board的开源硬件平台可低成本同时测试多种PRC材料，通过传感器测量环境条件与天空温度，获取温降和冷却功率数据[6]。精确测量至关重要：采用SI可溯源传感器的计量装置将冷却功率的相对不确定度控制在10%以下，确保性能宣称可靠[4]。
各项研究在哪些方面达成一致，又在哪些方面存在分歧？
所有研究均一致认为，PRC在直射阳光下可实现显著的亚环境冷却效果（3.5–5°C），其太阳反射率超过90%，大气窗口发射率高于93%[1][2][3][7]。这些研究还共同指出标准化测试的必要性：[4]和[6]均强调当前性能报告往往不可靠，并提出了计量学或开源硬件解决方案。然而，在报告的冷却功率方面存在矛盾：MOF处理织物的冷却功率为26 W/m²[3]，而复合薄膜则达到78.7 W/m²[2]，这很可能源于材料设计、测量条件以及非辐射热传递的差异。这种差异凸显了标准化测试的重要性，正如[4]和[6]所倡导的那样。此外，[5]表明传统PRC在多云或潮湿条件下性能不佳，而[1]则证明微孔玻璃在80%湿度下仍能良好运行，这表明材料选择需针对特定气候条件。
关于这些来源
该答案基于7篇经同行评审的研究构建而成——发表于2021年至2026年间，其中4篇为2024年及以后发表，7篇发表于Q1期刊，累计被引用1475次——这些研究是从8篇通过质量筛选的文献中选出的最具相关性的成果，而该8篇文献又源自从超过5亿篇论文数据库中检索到的47篇论文。
本文引用的文献
一种溶液加工的辐射冷却玻璃
开发了一种微孔玻璃涂层，在高达80%的高湿度环境下，正午可实现约3.5°C的降温，夜间约4°C，同时具备高太阳反射率，并耐水、耐紫外线、耐污垢和耐高温。
兼具双重优势——一种具有分级多孔结构的柔性复合薄膜，可用于可持续能源收集与被动辐射冷却
制备了一种柔性FPEEK/PVDF-HFP/SiO2复合薄膜，其太阳反射率为97.36%，大气窗口发射率为93.04%，实现了白天78.7 W/m²和夜间119.0 W/m²的理论净冷却功率，并具备能量收集能力。
金属有机框架作为高性能被动辐射冷却的热发射体
测试了五种金属有机框架材料（MOFs）用于辐射冷却；其中UiO-66(Zr)表现出91%的太阳光反射率和96.8%的中红外发射率，在300 K温度下可使织物降温高达5°C，冷却功率达26 W/m²。
用于精确测定被动辐射冷却功率的计量装置
设计了一种基于流体的量热装置，配备SI可溯源传感器和热电堆，实现了12.4 mK的不确定度，使得在相关功率密度下测量PRC冷却功率的相对不确定度低于10%。
一种用于全季节被动辐射冷却与加热的双模式红外非对称光子结构
开发了一种双模式非对称光子镜，实现了20%的红外不对称性，在逆辐射条件下比独立辐射冷却器提供高出80%的冷却功率，并在多云天空下实现温度降低8°C。
用于多种被动辐射冷却材料同步性能测试的开放硬件平台
本文报道了FRESCO-board，一个低成本的开源硬件平台，用于对多种被动辐射冷却材料进行同步测试，可实时测量温度下降、净冷却功率、环境条件及天空温度，并支持实时数据流传输。
用于可扩展被动日间辐射冷却的分层形态超织物
通过可规模化纺织品制造技术，制备了一种具有层级形态结构的超织物，其发射率达94.5%，太阳光反射率达92.4%，可使人体温度比商用棉织物低约4.8°C，同时兼具机械强度、防水性和透气性。