世界上最白的材料有多白？反射掉98.1%的太阳光，或取代空调

世界上最白的材料有多白？反射掉98.1%的太阳光，或取代空调VantablackSurreyNanoSystems目前世界上最黑的材料是Vantablack，这个材料能够吸收99.96%的可见光，所以几乎没什么光线能够反射回我们眼睛，看起来相当黑，同时它也很热，只是由于它的导热性非常好很难感受到更加温暖而已。那么，你知道世界上最白的材料有多白，它又有多凉爽吗？最新反射冷却涂料相较于最黑的黑色，目前市面上的白色其实远无法达到过高的反射能力，因为材料吸收太阳光要比反射太阳光要容易得多。Vantablack是已经投入商用的材料，而那些投入商用的白色材料，对太阳光的反射能力其实通常只能达到80%-90%之间。2021年的时候，普渡大学的科研团队研发了一种新材料，它对阳光的反射能力最多能够达到98.1%，这个反射能力让它显得很白，被吉尼斯世界纪录评为世界上最白的材料。这个材料就是对应Vantablack研发的，就像Vantablack被用于吸收热量一样，研究人员希望通过这种超反射白色作为涂料来达到冷却的效果。这种通过反射冷却的材料被称为反射冷却涂料，目前市面上其实是有类似材料的，比如二氧化钛涂料，这种涂料也很白，涂上它有减缓升温的效果。二氧化钛相对于二氧化钛涂料，新研发的反射冷却涂料还有一个功能，就是它能够对周围环境起到降温的效果，就像空调的效果一样。而且实验室的数据显示，即便是在最热的地方，房子外面涂上它后，都能节省70%-80%的空调电费。那么这个新材料到底是什么呢？为什么有降温的效果呢？在继续了解新涂料之前，我们需要了解一个知识点，就是为什么材料被阳光照射后，它会升温？很多人可能都知道这是太阳辐射的效果，辐射导致材料分子运动，最终表现出来就是变热。由于黑色能够吸收更多的太阳辐射，所以它通常更容易被加热，而白色会反射掉一些辐射，所以它更不容易被加热。图：可见光在整个电磁波谱中的范围但是很多人可能不知道的是，我们看起来白色的材料其实并不代表它就能通过反射光线来达到不升温的效果。因为只要材料反射掉足够多的可见光，我们的眼睛看起来就会是白色的，而反射掉可见光不代表它不会吸收太阳辐射，可见光只是电磁波谱中很小的一部分而已。其实，对于大部分材料而言，真正导致它们被加热的也不是可见光波长范围的电磁辐射，而是长波——红外线部分的波长才是导致材料变热的主要原因。因为长波或红外线部分的电磁辐射与材料中的分子更容易产生良好的共振，从而使它们开始运动，进而变热。这个世界上最白的材料其实是硫酸钡（BaSO4），它是天然存在的矿物重晶石，人们很早就开始利用它作为颜料了，我们很多美白的化妆品里都有它。但是这次研究发现，通过调节硫酸钡的大小和浓度，可以让它反射和散射掉不同波长范围的电磁辐射。至于什么尺寸范围的硫酸钡颗粒最适合作为反射冷却涂料，报告中都没有提到过，估计是商业机密吧，因为这个涂料他们是希望投入商用的。总之，通过浓度和大小的调节，他们得到了一个最佳效果——能够反射掉98.1%的太阳光（不仅仅是可见光），只有大约1.9%的太阳辐射会被材料吸收。最重要的是，这个材料还有散射红外线热量的能力，所以它有能力冷却到周围环境温度，这点是现在最常用的二氧化钛白色涂料，以及其它几乎所有白色涂料所没有这个效果。该团队现在已经将新研发的材料——特定尺寸和浓度的硫酸钡用于油漆涂料，它们选择的油漆介子是丙烯酸，据信两者以6:4的比例调和效果最好（硫酸钡太少反射效果差，而太多油漆效果变差），这种涂料可以用作可降温的反射冷却涂料。该研究的作者通过计算得出，如果一个92.9平方米（1000平方英尺）的屋顶全部涂上这种涂料后可以产生10千瓦的冷却功率，这比大多数家庭使用的空调更强大。图：右边是在红外图像显示，涂了硫酸钡涂料的部分比周围冷许多而在现场测试中，该团队发现这种材料的喷漆表面始终比环境温度低至少4.5摄氏度，平均冷却功率为每平方米117瓦，不过在隆冬时节也会保持这种状态。对于大部分人和大部分地区而言，只要将房屋的外土气换成这种涂料，夏天基本可以完全不用开空调了。自20世纪70年代以来，科学家们就一直在寻找被动辐射冷却的方法，但到目前为止，硫酸钡的特定尺寸和浓度是最好的，最重要的是这种材料其实还比较便宜，毕竟天然存在。但是，也有很多科学家对这项研究提出质疑，因为作为涂料它必须禁得住世界的考验，必须在足够长的时间内保证自己不被污垢污染，不然它将失去效果，很明显这个科学团队目前还没有给出相应的使用数据。不管怎么样，现在减少空调的使用已经迫在眉睫，因为空调使用一直都在加速气候危机，而反射冷却涂料在对抗气候危机方面确实还不错，至少是个不错的方向，它非常节能。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370983.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370983.htm

香港城大研发超白陶瓷以创纪录的99.6%反射率为建筑物降温

香港城大研发超白陶瓷以创纪录的99.6%反射率为建筑物降温屋顶上的新型冷却陶瓷材料原型当家里太热时，许多人的第一反应是打开空调。这种方法可能有效，但能源效率不高，因为建筑物的供暖和制冷占能源成本的很大比例。因此，科学家们正在研究被动管理室内温度的方法，其中最简单的方法就是将建筑物和屋顶涂成白色。根据基本物理学原理，浅色比深色吸收的光更少，因此更凉爽。近年来，新开发的超白涂料可以反射95%以上的阳光，为建筑物降温。但这些涂料也有其问题，包括耐久性。在这项新研究中，香港城市大学（CityUniversityofHongKong，简称城大）的科学家们开发了一种新型冷却陶瓷材料，其性能优于其他材料。这种材料不仅仅是一种非常白的涂料，它的高反射率来自于其纳米结构，这种结构能有效地散射几乎整个光谱的太阳光--就像启发它的甲虫一样。因此，这种材料的太阳反射率达到了99.6%，创历史新高，红外热发射率也达到了96.5%。冷却陶瓷材料样品，可反射99.6%的太阳光，为建筑物内部降温图/香港城市大学这种材料由氧化铝制成，不仅能减少对太阳光的吸收，研究小组还表示，氧化铝还能使冷却陶瓷在风雨中更加耐用。它能抵御紫外线照射造成的降解，而这正是其他被动冷却材料和涂层的弱点；它还能提高表面的水分蒸发率，从而增加蒸发冷却的额外效果。它甚至还具有耐火性能，可承受超过1000°C（1832°F）的温度。"降温陶瓷的美妙之处在于，它既能满足高性能PRC的要求，又能满足在现实生活中的应用，"该研究的共同通讯作者EdwinTsoChi-yan教授说。"我们的实验发现，将降温陶瓷应用于房屋屋顶可实现空间降温用电[减少]20%以上，这证实了它在减少人们对传统主动降温策略依赖方面的巨大潜力，并为避免电网过载、温室气体排放和城市热岛提供了可持续的解决方案。"最后，研究人员还表示，这种材料可以利用氧化铝等普通材料以及相反转和烧结两步工艺轻松实现大规模生产。如果白色对某些房屋来说过于乏味，这种材料显然还可以通过增加额外的层数，生产出其他颜色和图案。这项研究发表在《科学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396483.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1396483.htm

高玩使用世界最黑涂料黑色无双还原不可能图形 小夫的发型

高玩使用世界最黑涂料黑色无双还原不可能图形小夫的发型·想要实现小夫的发型很困难，因为根本不可能实现，还得依靠特殊方法视错觉，艺术设计师榎木ともひで居然想到使用世界最黑涂料黑色无双，仅仅0.6%的光反射率导致人类容颜根本看不出来小夫的发型具体构造，看上去真的就是根据脸的朝向自动换方向。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1351983.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1351983.htm

斯坦福研发多彩新涂料能阻挡热量 使夏季更凉爽、冬季更温暖

斯坦福研发多彩新涂料能阻挡热量使夏季更凉爽、冬季更温暖用新型红外线阻隔涂料涂刷的一系列物体，展示了它的各种颜色图/彭雨灿随着气温变得越来越极端，人们在盛夏和寒冬会更频繁地躲进室内，吹空调或开暖气。但令人沮丧的是，这些耗能系统只会让问题变得更糟。因此，为了减轻一些压力，科学家们一直在研究能为建筑物或车辆被动加热或降温的材料和涂层。一些材料通过反射太阳光来工作，而另一些则利用辐射冷却将热量以红外波的形式发射到天空中。在这项新的研究中，斯坦福大学的研究小组开发了一种新型涂料，它能显著阻隔热量，使建筑物内部根据需要保持温暖或凉爽，而不会消耗大量能源。对于那些可能对反光超白涂料望而却步的审美人士来说，这种涂料还有多种颜色可供选择。这种新型涂料由两层组成。下层含有铝片，能反射高达80%的红外线辐射，防止热量透过铝片。在这层之上，是一层对红外线透明的超薄外层，由不同颜色的无机纳米颗粒组成。研究人员的想法是，这种涂料可以涂在建筑物的外部，在夏天隔绝热量，而在冬天则可以涂在内部墙壁上，更好地保持室内热量。研究小组测试了白色、蓝色、红色、黄色、绿色、橙色、紫色和深灰色的油漆样品，发现每种油漆对中红外光的反射能力都比相同颜色的传统油漆强10倍左右。在实验室实验中，新型油漆的加热能耗降低了约36%，制冷能耗降低了20%以上。接下来，研究人员对美国各地不同气候条件下的中型公寓楼进行了模拟实验，这些公寓楼内外都涂上了新材料，结果发现，一年下来，供暖和制冷的总能耗下降了约7.4%。此外，他们还对涂料的耐久性进行了测试，结果发现这些涂料具有防水性，在80°C（176°F）的高温或-196°C（-321°F）的低温下暴露一周后，其性能也没有任何下降。高酸度和低酸度环境对它们的影响也不大。研究人员说，经过进一步调整，这种新型涂料可以成为被动式气候控制的关键工具，减少对高能耗的暖通空调系统的依赖。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377197.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377197.htm

世界上最白的涂料现在薄到可以被用于汽车和飞机

世界上最白的涂料现在薄到可以被用于汽车和飞机去年，普渡大学的工程师们利用他们在材料科学方面的专业知识，生产出了世界上最白的涂料，它能够反射大约98%的入射阳光，因此在建筑节能方面具有很大的潜力。该团队现在对配方进行了一些调整，并生产了一个更薄、更轻的版本，他们说这是用于汽车、火车和飞机的理想选择。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1323629.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1323629.htm

受生物启发的变色涂料既可为房屋增温 也可为房屋降温

受生物启发的变色涂料既可为房屋增温也可为房屋降温该图表说明了受变色龙启发的涂层如何对炎热和寒冷的室外温度做出反应图/美国化学学会变色龙原产于非洲西南部，当环境温度升高时，它的皮肤会变成浅灰色。这样做可以反射射入阳光中的高温红外线波长，防止身体过热。然而，当气温下降时，爬行动物的皮肤就会呈现出深褐色的吸热颜色。在哈尔滨工业大学王富强教授的带领下，一个国际科学家团队着手将这种功能复制到一种可变色的液体涂层中，并将其应用于房屋和其他建筑物的屋顶和外墙。这种"温度适应性辐射冷却涂层"（TARCC）含有微胶囊，其中填充了聚偏氟乙烯，这种化学物质会随着温度的变化而改变颜色。为了测试这种涂层，研究人员将其涂在铝箔覆盖的聚苯乙烯盒子上，然后让其干燥成膜。当薄膜被加热到68ºF（20ºC）时，颜色开始从深灰色变为浅灰色。当温度达到86ºF（30ºC）时，它的颜色变得非常浅，可以反射高达93%的太阳辐射。在随后的实验中，TARCC被应用于微型房屋式室外建筑，并在整个四季中对其进行监测。作为对照，其他相同的结构则覆盖了普通白色涂料、被动辐射冷却涂料和蓝色钢瓦。在炎热的夏季，TARCC不仅比白色涂料和钢瓦凉爽得多，而且是唯一一种能在春秋两季室外温度全天波动时在加热和冷却状态之间切换的材料。有关这项研究的论文最近发表在《纳米快报》（NanoLetters）杂志上。另外一个有趣的现象是，麻省理工学院的科学家们之前开发出了受变色龙启发的Thermeleon屋顶瓦片，这种瓦片可以根据温度变化在黑白两种颜色之间切换。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385545.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385545.htm