紅外熱像儀顯示了最白的白色油漆樣本（右側(cè)圖中中間的深紫色方塊）實際上是如何將板冷卻到環(huán)境溫度以下的，甚至商業(yè)“抗熱”油漆也無法做到這一點。 （圖片來源：普渡大學(xué)/Joseph Peoples）

為了遏制全球變暖，普渡大學(xué)的工程師們創(chuàng)造了迄今為止最白的涂料。研究人員說，也許有一天能用這種涂料涂覆建筑物，使之降溫，以減少對空調(diào)的需求。

去年十月份，該團隊創(chuàng)造了一種超白漆，打破了白色涂料的使用限制。與研究人員先前證明的配方相比，新的涂料不僅更白，而且可以使涂層表面保持更涼爽的溫度。

“如果使用這種涂料覆蓋約1,000平方英尺的屋頂，估計可以得到10千瓦的冷卻功率。這比大多數(shù)家庭使用的中央空調(diào)要強大?！逼斩纱髮W(xué)機械工程教授Xiulin Ruan說。

研究人員認為，這種白色可能與最黑的黑色“Vantablack”異曲同工，后者可以吸收高達99.9%的可見光，而最新的最白涂料最多可反射98.1%的陽光，同時將紅外熱從表面散發(fā)出去。相比之下，研究人員之前研發(fā)的超白涂料僅反射了95.5%的陽光。

典型的商用白色涂料表面溫度仍會升高。市場上用于散熱的涂料僅反射80%-90%的陽光，并不能使表面溫度低于環(huán)境溫度。

該團隊的研究報告展示了涂料的工作原理，并發(fā)表于ACS Applied Materials&Interfaces雜志上。

是什么讓超白油漆這么白

有兩個特點使涂料具有極高的白度。一是涂料中含有濃度很高的稱為硫酸鋇的化合物，該化合物也用于制作相紙和化妝品。

麻省理工學(xué)院（Massachusetts Institute of Technology）的博士后研究員，Ruan實驗室的學(xué)生Xiangyu Li說：“我們研究了各種各樣的商業(yè)產(chǎn)品，把能找到的白色物質(zhì)看了個遍。”“我們發(fā)現(xiàn)，使用硫酸鋇，從理論上可以使物體真正具有反射性，這意味著這是真正的白色，而非混合而得的白色。”

第二個特征是硫酸鋇顆粒在涂料中的大小不盡相同。每個粒子散射光的程度取決于其大小，因此粒子大小范圍越寬，油漆可散射的太陽光譜也更多。

普渡大學(xué)（Purdue University）機械工程學(xué)教授Xiulin Ruan手持最白涂料的實驗室樣本。 （圖片來源：普渡大學(xué)/ Jared Pike）

普渡大學(xué)機械工程專業(yè)博士Joseph Peoples說：“涂料中具有高濃度不同尺寸的顆粒，從而使涂料具有最寬的光譜散射，有助于獲得最高的反射率?！?/p>

盡管該油漆還有變白的余地，但進一步追求變白可能會損害油漆質(zhì)量。

Li說：“雖然較高的顆粒濃度有助于制造白色產(chǎn)品，但不能將過度增加濃度。顆粒濃度越高，油漆越容易破裂或剝落?！?/p>

超白油漆如何最涼爽

該油漆的白度也意味著它是有史以來最涼爽的涂料。研究人員使用一種稱為熱電偶的高精度溫度讀取設(shè)備在戶外進行了演示，使用該涂料可使表面溫度比其周圍環(huán)境在夜間低華氏19度。即便在陽光強烈的正午時分，也能保持較環(huán)境溫度低8個華氏溫度的效果。

該涂料的日光反射率非常有效，甚至可以在隆冬中使用。在室外環(huán)境溫度為43華氏度的測試中，涂料仍成功地將樣品溫度降低了18華氏度。

（圖片來源：pixabay）

這種白色油漆是歷經(jīng)六年研究的結(jié)果，研究的基礎(chǔ)是20世紀70年代開發(fā)出的一種可替代傳統(tǒng)空調(diào)的輻射冷卻涂料。

Ruan的實驗室考慮了100多種不同的材料，再將范圍縮小到10種，針對每種材料都測試了大約50種不同的配方。他們先前制成的最白油漆是碳酸鈣的配方。碳酸鈣是一種地球上高豐度的化合物，常見于巖石和貝殼中。

研究人員在研究中表明，和商業(yè)涂料類似，硫酸鋇基涂料可以應(yīng)對室外環(huán)境。研究人員用來制造涂料的技術(shù)也與商業(yè)油漆制造工藝兼容。

Ruan的團隊目前已通過Purdue研究基金會技術(shù)商業(yè)化辦公室提交了該涂料配方的專利申請。

翻譯：曾欣欣

審校：董子晨曦

引進來源：普渡大學(xué)

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