超級白材料問世,反射95%陽光,夏天讓車內溫度比太陽下還低

2020-10-26 徐德文科學頻道


開車的人大概都知道,夏天陽光下的黑色車比白色車熱得多,你要是開一輛黑色車的話,炎炎夏日坐進去的時候,心情一定是「拔熱」「拔熱」的。所以買車最好是買一輛白色或銀色的,可以保證夏天同樣的條件下,車內溫度比其它色系要低上不少。

然而即使如此,由於車內空間密閉,只要汽車停在直射的陽光下,溫度仍然會急劇上升,讓人無法承受。不過最近美國印第安納州普渡大學的科學家發明了一種超級白的材料,可能有助於解決這個問題,讓車輛在夏天的陽光下也能自然涼。

所謂熱還是冷,某種意義上就是物體吸收或反射輻射熱量的多少問題,吸收大於反射,溫度就不斷升高,反射大於吸收,溫度就不斷降低,直到達成某種平衡。

目前科學家們發明的超黑材料,可以吸收超過99.96%的陽光,塗在任何物體上,該物體看起來都像一個二維的黑洞,而不是三維物體,可謂現實中的「黑洞」,離完全的「黑體」只差一丟丟了。



而此前的所謂白色材料,最多也只能反射80%到90%的陽光,無法讓材料達到低於環境的溫度,所以幾乎能全部反射陽光的所謂超白「白體」,完全就是不可思議的。

而普渡大學機械工程師阮秀林(Xiulin Ruan)領銜發明的這種超級白塗料,是一種新的丙烯酸材料,用高濃度的碳酸鈣顆粒製成,已經可以反射95.5%的陽光。塗刷這種材料的物體,即使是在直射的陽光下,也可保持低於環境的溫度,而不是吸熱導致溫度升高。

根據研究人員的測試,塗刷該材料的物體,可以在中午的時候,保持比環境溫度低1.7℃;夜間的時候則可以比環境溫度低10℃,具有極佳的輻射冷卻能力。看來這種材料已經接近所謂的「白體」了。

你可能在想,這種所謂的「超級白」塗料有什麼用處呢?我覺得如果能大規模使用的話,可能會具有劃時代的意義。

給汽車塗上就不說了,由於可以反射95.5%的陽光,理論上汽車渾身都刷上這種塗料,就可以讓車內溫度低於環境溫度1.7℃。即使一直暴曬於陽光下,應該也比現在所有吸熱大於放熱的其它油漆好多了,讓我們在夏天的時候不至於一想到要坐進汽車,心裡就「拔熱」「拔熱」的了。


另外就是在氣候不斷暖化的今天,城市製冷設備越來越多,將室內空間的熱量不斷排放出去,代價就是能源消耗的不斷增大,在導致城市熱島效應的同時,也加劇了碳排放,讓地球變暖愈演愈烈,惡性循環。如果在建築物上都刷上這種塗料,就可以利用被動的輻射冷卻能力,將輻射能量直接反射出去,或許可以大大減少能源的消耗,從而緩解碳排放的壓力。

未來甚至可以考慮在地球上大面積使用這種塗料,直接將更多的輻射反射回太空,說不定會從根本上解決氣候暖化問題,讓地球氣溫回歸正常。

目前科學家們已經為這種材料申請了專利,但並未透露它叫什麼名字。根據科學家們的說法,這種材料耐磨防水,可用現有商業塗料的工藝進行生產,成本相當甚至可能更低,目前已至少可在戶外環境條件下維持三周而不降低效率,科學家們還在深入研究,以使其具有更高的可靠性,可以在戶外長期使用。

這項研究發表在10月21日《細胞報告物理科學》上。

參考:

Cell Reports Physical Science:Full Daytime Sub-ambient Radiative Cooling in Commercial-like Paints with High Figure of Merit

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