本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛。

世界上有“最白”的材料,就会有“最黑”的材料。你知道世界上最黑的材料是什么吗?在进入正题前,我们先来讨论最黑的材料。

此前,英国的萨里纳米公司开发了一种叫做Vantablack的材料,这种材料如果涂在雕像上,你将会看不见雕像凹凸起伏的细节,你只能看到一个黑色的平面,就算你用手电筒,也没法将它照亮。没错,它就是这么“黑”!

因为Vantablack这种材料能吸收99.96%的入射光线,这意味着它的反射率大概只有0.04%。我们的眼睛之所以能看见物体的形状、表面轮廓和颜色,是因为我们的眼睛接收到了物体表面反射的不同波长的光线。

我们眼睛里不同的视锥细胞,对不同波长的光会有不同的感应,如果物体表面把其他波长的光都吸收了,只反射波长为605nm的光,我们就能看到红色了。而如果一种材料将99.96%的光线都吸收了,几乎不反射光线,那么我们只能看到一个如深渊一样黑漆漆的平面,别说颜色了,连物体表面的起伏细节都看不到了!

那么最近科学家们发明的超白材料又是怎么一种情况呢?最近发表在《细胞报告物理科学》(Cell Reports Physical Science)杂志上的一项新研究称,科学家发明了一种表面反射率达到95.5%的涂料。如此高的反射率,意味着它差不多像镜子一样,几乎不吸收光线,将绝大部分的入射光线都反射出去了。

几乎不吸收光线,意味着阳光很难将其加热。科学家们认为,这种不可思议的特性使得涂有这种涂料的物体,如建筑物,即使在阳光的直射下,其温度也会低于周围环境。这是一项令人难以置信的技术成就,有助于对抗全球变暖。

据《细胞报告物理科学》杂志报道,研究小组在两天的时间里测试了这种涂料。在中午太阳光最强烈的时段,被这种超白材料覆盖的物体表面,其温度至少比周围温度低1.7°C。到了晚上,覆盖了这种材料的物体表面温度比环境温度低了10℃!

来自普渡大学的资深作者阮秀林教授在一份声明中说:“开发一种低于环境温度的辐射冷却解决方案是一项长期的任务,它能提供一种方便的单层颗粒矩阵涂料形式和高可靠性。这对于广泛应用辐射冷却和缓解全球变暖效应至关重要。”

用表面涂料来冷却物体和建筑物的能力无疑是令人兴奋的,对我们这个日益变暖的世界中的许多行业都是有益的。如果这种材料能得到有效利用,不仅能使住宅和商业建筑内部保持凉爽,它还可以应用于存放易腐产品的仓库上。用这种涂料覆盖的建筑室内温度会更低,也会减少夏天所需的空调使用频率。

这种超白涂料的主要成分丙烯酸树脂,含有碳酸钙。由于缺少金属成分,这种涂料也可以用在户外的电信设备上,这将有助于保持其冷却而不干扰信号。阮教授补充道:“我们的涂料与商用涂料的生产工艺兼容,成本可能相当低。关键是要确保涂料的可靠性,使其在长期的室外应用中可行。”

该小组目前正在计划调查这种涂料在环境因素方面的可靠性。它将暴露在紫外线、灰尘、水和洗涤剂中,并在实际材料上进行测试,以评估其在表面上的附着情况,以判断其是否具有替代现有传统油漆的正确性能。如果这种涂料能得到大范围的普及,不仅能解决很大一部分人在夏天承受高温压力的问题,还能减少电扇和空调的使用,节能减排,为遏制全球变暖做出一份贡献。

相关文章