世界上最白的白有多白？最近，來自美國普渡大學的阮修林帶領團隊創造出了人類史上最白的白塗料，這種超白塗料能夠反射高達98.1%的可見光，因為(wei) 反射能力太強了，甚至還能將紅外線熱量從(cong) 粉刷表麵散發出去，擁有極優(you) 的輻射製冷性能。 

　　編譯丨周郅璨 

　　審校丨楊心舟 

　　白色是一種包含光譜中所有色光的顏色，是我們(men) 日常生活中接觸到的明度最高的顏色，更是一種特別的顏色。它無法用其他顏色調和得到，是美術生顏料盒中最貴最愛惜的存在，也是汽車噴漆、工業(ye) 塗料中比較貴的一種。 

　　抬高白色“身價(jia) ”的原因有很多，以工業(ye) 界常用的白色塗料為(wei) 例，相較於(yu) 其他塗料，其顏色受雜質的影響更為(wei) 明顯，因此其純化工藝會(hui) 比較複雜。同時，白色塗料很容易受到氧化而變黃，選用怎樣的材料，如何穩定其基體(ti) ，這些也都是工藝上的難點。 

　　總而言之，越白的塗料越難造。但科學家們(men) 從(cong) 未停止過對於(yu) 極致的追求，就像人類已經製造出了最黑的黑“Vanta Black”，能吸收99.9%的可見光。與(yu) 之相對，有一個(ge) 男人也一門心思追求著極致的白，經過他和團隊六年多的努力，最近他終於(yu) 做到了。他是來自美國普渡大學的阮修林教授，近期他帶領團隊創造出了人類史上最白的白塗料，這種超白塗料能夠反射高達98.1%的可見光，同時還能將紅外線熱量從(cong) 粉刷表麵散發出去，擁有極優(you) 的輻射製冷性能。 

　　阮修林自2008年加入普渡大學以來，一直致力於(yu) 能源與(yu) 熱物理工程方麵的研究，在近期發表了超白塗料的研究成果後，他接受了多家媒體(ti) 的采訪，並談到如果將這種塗料覆蓋到大約1000平方英寸的屋頂上，那麽(me) 房屋內(nei) 部可以得到10千瓦的冷卻功率，甚至比大多數開了中央空調的房屋更涼快。 

　　要知道，在此之前，要實現高效的被動式（輻射）製冷是十分困難的。目前相對先進的一大解決(jue) 方案是采用複雜的多層結構或反射金屬層，然而這限製了它們(men) 在許多領域的應用。另一種則是通過塗料來實現被動製冷，但現在使用的大部分的白色塗料反射率其實還停留在80%-90%的區間，低反射率使得其很難保持表麵的涼爽。這就要求粉刷一層十分厚的塗料，不僅(jin) 浪費還極容易板結，而且其適用範圍較窄，僅(jin) 能在某些特定天氣條件下發揮作用。 

　　為(wei) 了解決(jue) 這個(ge) 問題，早在去年十月，該研究小組就發明了一種碳酸鈣基的白色塗料，其反射率達到了95.5%。而現在，他們(men) 發明的這種新型基於(yu) 硫酸鋇的納米複合超白塗料無疑是更大程度地推動了被動式製冷技術的發展。相關(guan) 論文於(yu) 最近作為(wei) 封麵文章發表在了《美國化學學會(hui) ·應用材料與(yu) 界麵》期刊上。 

　　“美白”秘籍 

　　這種超白塗料有兩(liang) 個(ge) 變白“秘籍”，一是塗料基體(ti) 中摻入的高濃度的硫酸鋇。這種化合物具有高電子帶隙，較低的陽光吸收率和高反射率，常作為(wei) 改變稠度的填充劑，添加在一些白色塗料之中，也可以作為(wei) 增白劑，添加到相紙、化妝品之中。 

　　研究人員對市麵上大量的白色物品進行了測試，他們(men) 發現添加硫酸鋇確實能夠很大程度地增加物體(ti) 的反射率，也就是會(hui) 讓其看起來更白；第二則是塗料內(nei) 部的硫酸鋇粒子大小不同，其具有較大的粒徑波動範圍。每個(ge) 粒子散射光的程度會(hui) 隨其粒徑大小發生波動，因此塗料內(nei) 部粒子越大的粒徑範圍分布能夠允許塗料散射範圍更大的可見光。 

　　新型塗料能很好地鋪開，速幹，且防水。（視頻來源：普渡大學/阮修林） 

　　高濃度和不同粒徑大小這兩(liang) 大“秘籍”的疊加效果就使得這種新型塗料獲得了極高的反射率。當然，硫酸鋇的濃度也不能過高，雖然高濃度有助於(yu) 使塗料變得更白，但是過高的濃度也會(hui) 使得塗料幹後更容易破裂或剝落，極大地影響使用體(ti) 驗。 

　　代替空調 

　　眾(zhong) 所周知，白色光是一種複色光，而一個(ge) 不透明物體(ti) 會(hui) 吸收不同色光，反射相同色光，所以白色物體(ti) 擁有較高的反射率。而當使用白色塗料粉刷到了房頂，它能夠很大程度地反射太陽的輻射熱量，有效地降低輻射傳(chuan) 熱和對流傳(chuan) 熱。 

　　根據2010年《地球物理研究快報》的一項研究，如果將城市的房屋屋頂都用理想白色塗料粉刷，經計算機模擬發現，這可以減輕33%的熱島效應，將城市的整體(ti) 溫度降低0.4℃，並顯著降低室內(nei) 溫度，從(cong) 而降低空調的使用率，起到節能減排的目的。 

　　普渡大學研製的這種塗料的反射率遠高於(yu) 普通商用塗料，這也就意味著它的降溫效果更加優(you) 良。研究人員利用一種熱電偶高精度溫度檢測設備，在室外對塗料的降溫性能進行了測試。演示實驗中，這種塗料能夠適用於(yu) 多種環境，在夜間能夠讓粉刷後的表麵比周圍環境溫度低11℃，而在中午的強烈陽光下，它同樣可以將表麵冷卻到比周圍環境低5℃。在進一步實驗中，研究人員發現即使是在冬天的寒冷環境中（測試溫度約為(wei) 6℃），它仍能將樣品表麵降低10℃，這證明了該塗料極為(wei) 優(you) 秀的反射降溫性能。 

　　事實上，這一新型超白塗料最初是來自於(yu) 研究團隊的一個(ge) 奇思妙想，他們(men) 原本想用超白塗料取代傳(chuan) 統空調進行房屋降溫。之後，他們(men) 在上世紀70年代開發的輻射冷卻塗料的基礎上進行了諸多改進，前後進行了六年多的配比研究與(yu) 試驗。對於(yu) 塗料的基體(ti) 材料選擇，最初他們(men) 考慮了超過100種不同的材料，經過大量的試驗，逐漸將範圍縮小到10種。之後，他們(men) 對這10組材料，每種進行了50個(ge) 不同配方的交叉試驗。 

　　去年十月，他們(men) 終於(yu) 得到了一種性能優(you) 秀的碳酸鈣基白色塗料，但碳酸鈣在酸雨等極端天氣下可能會(hui) 發生反應而導致塗料變質，因此今年他們(men) 推出了硫酸鋇基塗料，並專(zhuan) 門針對室外的複雜環境，進行了塗料的穩定優(you) 化，最終選用了體(ti) 積濃度為(wei) 60%的硫酸鋇-丙烯酸複合塗料配方。 

　　阮修林表示，他們(men) 發明的這種新型塗料不管是反射率、降溫性能還是穩定性都優(you) 於(yu) 目前使用的其他商用白色塗料，同時其製造工藝也與(yu) 普通商業(ye) 塗料工藝相兼容，成本可控。因此，這種塗料未來在降低空間製冷成本、對抗城市孤島效應、緩解全球變暖等方麵具有廣闊的應用前景。在BBC的采訪中，他還談到：“我們(men) 做了一個(ge) 非常粗略的計算，隻需要用這種塗料塗 1 %的地球表麵（也許就是一些無人區的岩石），就可以一定程度起到對抗氣候變化的作用。”  

　　不過，同樣也有研究人員對其結果持謹慎態度。根據《華盛頓郵報》的報道，美國勞倫(lun) 士·伯克利國家實驗室的研究員龍內(nei) ·萊文森（Ronnen Levinson）稱，這種塗料其實與(yu) 市麵上的塗料相比隻是有一些較小的改進，而一種塗料真實的製冷作用通常是需要在室外放置幾年後，才能進行係統評估的。這其中需要考慮更多的複雜因素，因此這種新型超白塗料的效力到底如何還需要交給時間來評定。 

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