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图注:正午时分的阳光下,使用超白反射材料的1号和3号板(左上和右下)比使用标准白色材料的2号板温度更低。

加州大学洛杉矶分校(UCLA)的材料科学家领导的一个研究小组已经验证了一种制造超级白色涂料的方法,这种涂料可以将太阳照射传入的热量反射掉98%。如果将其用于建筑物的屋顶和其他部位,可以大大降低制冷成本,超过标准的白色 "凉顶 "涂料所能达到的效果,因此降低室内温度,同时减少空调的使用和相关的二氧化碳排放。
"在炎热的阳光下穿白色T恤,比穿深色T恤更凉爽——这是因为白衬衫反射了更多的阳光,对于建筑物来说也一样,"加州大学洛杉矶分校塞缪利工程学院材料科学与工程助理教授、这项研究的主要研究者Aaswath Raman说。"刷成白色的屋顶会比深色系的屋顶更凉爽。但这些涂料也有副作用——虽然这种化合物对大多数可见光和近红外光的反射率很高,但它也能吸收紫外线和紫光。该化合物的紫外线吸收特性使其在防晒乳液中很有用,但它们也会导致阳光下的发热——这妨碍了建筑物尽可能地保持凉爽。
目前太阳反射率最高的白色涂料使用的是掺入氧化钛,通常能反射大约85%的入射太阳辐射。剩余的部分则被涂料的化学成分吸收。研究人员表明,简单修改涂料的成分可以显著提高,反射高达98%的传入辐射。研究人员研究了用廉价且容易获得的成分,如重晶石(一种艺术家的颜料)和聚四氟乙烯(即特氟龙)取代氧化钛。这些成分有助于涂料反射紫外线。该团队还对涂料的配方进行了进一步的改进,包括降低聚合物粘合剂的浓度,这些粘合剂也会吸收热量。
UCLA博士后学者Jyotirmoy Mandal说:"这项发现可能很快就能产生效益,因为这种改进并不困难。"Jyotirmoy Mandal是在Raman研究小组工作的Schmidt科学研究员,也是这项研究的共同通讯作者。
除了此项进步之外,作者还提出了几个长期的影响,供进一步研究,包括绘制这种涂料发挥作用的领域,以及在全球范围内,它们是否可以对地球自身反射太阳热量的能力产生影响。
目前,包括加州和纽约市在内的许多城市和政府已经开始鼓励新建建筑采用凉顶技术。
"我们希望这项工作能够推动未来超白涂料的进步,不仅用于建筑节能,还能缓解城市的热岛效应。甚至可能展现出一种实用的方式,在全球范围内大规模应用,影响气候变化。"研究降温涂料技术多年的Mandal说。"这需要光学、材料科学和气象学等不同领域的专家,以及来自工业界和政策部门的专家进行合作。"
短评:这项化工材料上的进步,固然能够在夏天阳光强烈时降低空调的使用,达到节能环保的效果。但另外还有一些问题没有提到:

1. 冬天怎么办?冬天阳光属于稀缺资源,能够为建筑物增加一些温度,减少一些取暖用油或煤的使用。反射效果达到98%,势必要增加冬季的取暖消耗和污染。夏天的节省和冬天的增耗,一出一入到底能不能节能,恐怕还要观察。

2. 另外,如果只是少数建筑物使用了这种涂料,那它周边的其他建筑物怎么办?被反射出来的热能要么聚集在街道上,要么被它周边的建筑物吸收——这不是和吸二手烟一样倒霉?即便是整个城市都刷了这种涂料,那么反射出的热也会聚集在城市周边的城乡结合部。写字楼里越凉爽,它周边的街道就越热,这是一个道理啊。