“最白的白有多白”？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)超白漆材料將緩解全球變暖問題

為了遏制全球變暖，普渡大學(xué)的學(xué)者們創(chuàng)造了迄今為止最白的涂料。研究人員在采訪中說，在建筑物上涂上這種涂料可能會(huì)使它們冷卻下來，從而減少對(duì)空調(diào)的需求。

該研究由美國普渡大學(xué)阮修林教授主導(dǎo)完成，其研發(fā)的超白漆的相關(guān)論文成為當(dāng)期《應(yīng)用材料與界面》的封面論文。

該論文詳細(xì)介紹了超白漆將有助于節(jié)省能源、落實(shí)減碳。研究小組發(fā)明的這一涂料的白度達(dá)到了極限。涂料不僅更白，而且比研究人員先前證明的配方更能保持表面涼爽。

超白材料的可靠性試驗(yàn)

在一場野外測試中，超白漆在中午時(shí)分可以使表面降溫4.5攝氏度，相比之下，市場上銷售的白色涂料卻將表面溫度提高了6.8攝氏度。

阮修林表示，市場上銷售的白漆反射太陽光的效能約為80%～90%，這意味著剩下還有10%～20%的太陽光將被建筑物吸收。而且白漆的主要成分含二氧化鈦，它會(huì)吸收太陽的紫外線，因此就會(huì)輻射熱量，所以無法達(dá)到百分之百的散熱效果。

他所研發(fā)的超白漆，改進(jìn)了目前市場上白漆產(chǎn)品的缺點(diǎn)，使用了硫酸鋇作為超白漆的主要成分，達(dá)到了不吸收紫外線及減少吸收陽光的效果。此外，在制作時(shí)把油漆顆粒濃度提高到六成，可實(shí)現(xiàn)更好的反射陽光的效果。

超白漆的涂料中含有高濃度硫酸鋇，這是實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)中經(jīng)常使用的的化合物，比如用于制作相紙可提高白度及表面覆蓋率，過去也有人將硫酸鋇添加于涂料和油漆中以替代部分價(jià)格較高的原材料，而且能夠控制油漆成品的黏稠度、光澤、穩(wěn)定性。

另外，硫酸鋇顆粒在涂料中的大小都不同。每個(gè)粒子散射光的程度取決于其大小，因此不同粒子的大小可以讓涂料散射掉光譜中更多波段的光，從而獲得高反射率。

阮修林依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)測，如果地球上有1%的面積涂上超白漆的話，則極有可能停止全球變暖的進(jìn)程。

在住宅和商業(yè)應(yīng)用中，冷卻是能源消耗的一個(gè)重要部分。被動(dòng)輻射冷卻可以通過大氣的透明光譜窗口直接散發(fā)熱量，從而在不消耗任何能源的情況下冷卻表面。

如果通過天空窗口的表面熱輻射超過其對(duì)陽光的吸收，那么在陽光直射下，表面可以冷卻到環(huán)境溫度以下。與傳統(tǒng)的空調(diào)相比，被動(dòng)式輻射制冷不僅省電，而且由于熱量直接流失到深空，因此它還能對(duì)抗全球變暖。

阮修林稱，如果用這種涂料覆蓋大約1000平方英尺的屋頂，估計(jì)可以得到10千瓦的冷卻功率，這比大多數(shù)房子使用的中央空調(diào)更強(qiáng)大。

通過實(shí)驗(yàn)該團(tuán)隊(duì)證明了在白天用超白漆進(jìn)行完全的輻射冷卻的可行性，研究中獲得了97.6%的高反射率。現(xiàn)場測試表明，超白漆材料的溫度要比環(huán)境溫度低4.5攝氏度，平均冷卻功率117W/㎡。

在現(xiàn)場測試中，超白涂料在使用過程中產(chǎn)生了同商業(yè)涂料一樣高的冷卻能力。

據(jù)悉，這種白色涂料是為期6年的研究結(jié)果。研究人員認(rèn)為，這種白色可能是最黑的黑色“Vantablack”最接近的等效物，后者能吸收99.9%的可見光。

新的白色涂料配方能反射高達(dá)98.1%的陽光，而該團(tuán)隊(duì)此前的超白色涂料反射的陽光只有95.5%，同時(shí)還能將紅外線熱量從表面散發(fā)出去。

研究人員表示，超白漆的材料硫酸鋇比二氧化鈦還要便宜一點(diǎn)，因此最終的成本與傳統(tǒng)白色涂料不相上下。等再進(jìn)一步測試后，有望在兩年之內(nèi)就會(huì)投入商業(yè)用途。