当前位置: 首页 > 人物> 文章详情
曹之胤: 科技让世界更“冷静”
来源:青少年科技创新网 时间:2026-05-19

  曹之胤,现任香港城市大学能源及环境学院副院长(国际事务及拓展)及副教授。研究领域涵盖热传递、能量转换及工程材料,专注于将相关技术广泛适配于绿色建筑、工业节能、汽车降温及日常防护等多元场景。

  曹之胤的科研之路始于香港科技大学的机械工程系。大学毕业时,曹之胤曾在机械制造领域寻找研究方向,后在导师赵汝恒教授的启发下,逐渐转向环境工程与材料科学的交叉领域。2010年,曹之胤在硕士阶段开始接触到吸附式制冷系统——一种利用吸附剂与吸附质的物理反应实现制冷的技术。

  2014年,曹之胤前往美国加州大学伯克利分校进行访学,在那里,他第一次接触到了辐射制冷技术。彼时,全球气候变暖加剧,城市热岛效应等问题越发严重。就以香港为例,超过90%的电力被建筑物消耗,其中30%属于空调耗能。曹之胤敏锐地捕捉到这一社会痛点,决心从源头寻找解决方案,探索如何通过创新材料与技术,降低建筑制冷能耗,让建筑在保持舒适温度的同时,减少对传统能源的依赖。

  曹之胤在研究中发现,辐射制冷效果的好坏,取决于材料表面的两个光学性能——太阳光波段的反射率和中红外波段的放射率。太阳光波段反射率决定了材料阻绝太阳光热吸收的能力,而中红外波段放射率则决定了材料透过大气层向外太空辐射散热的能力。针对香港潮湿的气候条件下传统的辐射制冷材料在湿度较高的环境中效果不佳的情况,曹之胤带领团队经过大量实验和分析,反复演算、反复调整方案,得出结论:材料必须在8~13微米波段的“大气窗口”高效散热,同时屏蔽其他波段的干扰,才能在如此潮湿环境中奏效。

  为了解决这个世界级的难题,曹之胤团队继续深入研究,不断优化材料性能。团队利用散射理论模型,进一步优化多级多孔结构,并通过相变和高温烧结的工艺方法,成功制备出一种氧化铝陶瓷材料——辐射制冷陶瓷。他们制备的辐射制冷陶瓷表现出99.6%的太阳光反射率,突破了当时辐射制冷领域的纪录,同时具备96.5%的高中红外放射率。这一成果不仅在光学性能上走在辐射制冷领域前沿,更为建筑节能带来了新的契机。2023年,这项成果登上《科学》杂志,被业内专家评价为“不仅突破了传统辐射制冷材料的光学极限,更为全球建筑节能提供了革命性解决方案”。


  曹之胤,现任香港城市大学能源及环境学院副院长(国际事务及拓展)及副教授。研究领域涵盖热传递、能量转换及工程材料,专注于将相关技术广泛适配于绿色建筑、工业节能、汽车降温及日常防护等多元场景。

  曹之胤的科研之路始于香港科技大学的机械工程系。大学毕业时,曹之胤曾在机械制造领域寻找研究方向,后在导师赵汝恒教授的启发下,逐渐转向环境工程与材料科学的交叉领域。2010年,曹之胤在硕士阶段开始接触到吸附式制冷系统——一种利用吸附剂与吸附质的物理反应实现制冷的技术。

  2014年,曹之胤前往美国加州大学伯克利分校进行访学,在那里,他第一次接触到了辐射制冷技术。彼时,全球气候变暖加剧,城市热岛效应等问题越发严重。就以香港为例,超过90%的电力被建筑物消耗,其中30%属于空调耗能。曹之胤敏锐地捕捉到这一社会痛点,决心从源头寻找解决方案,探索如何通过创新材料与技术,降低建筑制冷能耗,让建筑在保持舒适温度的同时,减少对传统能源的依赖。

  曹之胤在研究中发现,辐射制冷效果的好坏,取决于材料表面的两个光学性能——太阳光波段的反射率和中红外波段的放射率。太阳光波段反射率决定了材料阻绝太阳光热吸收的能力,而中红外波段放射率则决定了材料透过大气层向外太空辐射散热的能力。针对香港潮湿的气候条件下传统的辐射制冷材料在湿度较高的环境中效果不佳的情况,曹之胤带领团队经过大量实验和分析,反复演算、反复调整方案,得出结论:材料必须在8~13微米波段的“大气窗口”高效散热,同时屏蔽其他波段的干扰,才能在如此潮湿环境中奏效。

  为了解决这个世界级的难题,曹之胤团队继续深入研究,不断优化材料性能。团队利用散射理论模型,进一步优化多级多孔结构,并通过相变和高温烧结的工艺方法,成功制备出一种氧化铝陶瓷材料——辐射制冷陶瓷。他们制备的辐射制冷陶瓷表现出99.6%的太阳光反射率,突破了当时辐射制冷领域的纪录,同时具备96.5%的高中红外放射率。这一成果不仅在光学性能上走在辐射制冷领域前沿,更为建筑节能带来了新的契机。2023年,这项成果登上《科学》杂志,被业内专家评价为“不仅突破了传统辐射制冷材料的光学极限,更为全球建筑节能提供了革命性解决方案”。