材料顯示黑或白，體現(xiàn)的是它們對(duì)可見光的吸收情況，吸收的可見光越多它就會(huì)看起來越黑，反射的越多則就會(huì)越白。

但是，材料吸收和反射太陽光線往往還有一個(gè)潛在功能，那就是越能吸收太陽光的材料，它在陽光照射下會(huì)越熱，而反射的越多的往往意味著更涼快。

Vantablack Surrey NanoSystems

目前世界上最黑的材料是Vantablack，這個(gè)材料能夠吸收99.96%的可見光，所以幾乎沒什么光線能夠反射回我們眼睛，看起來相當(dāng)黑，同時(shí)它也很熱，只是由于它的導(dǎo)熱性非常好很難感受到更加溫暖而已。

那么，你知道世界上最白的材料有多白，它又有多涼爽嗎？

最新反射冷卻涂料

相較于最黑的黑色，目前市面上的白色其實(shí)遠(yuǎn)無法達(dá)到過高的反射能力，因?yàn)椴牧衔仗柟庖确瓷涮柟庖菀椎枚唷?/p>

Vantablack是已經(jīng)投入商用的材料，而那些投入商用的白色材料，對(duì)太陽光的反射能力其實(shí)通常只能達(dá)到80%-90%之間。

2021年的時(shí)候，普渡大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新材料，它對(duì)陽光的反射能力最多能夠達(dá)到98.1%，這個(gè)反射能力讓它顯得很白，被吉尼斯世界紀(jì)錄評(píng)為世界上最白的材料。

這個(gè)材料就是對(duì)應(yīng)Vantablack研發(fā)的，就像Vantablack被用于吸收熱量一樣，研究人員希望通過這種超反射白色作為涂料來達(dá)到冷卻的效果。

這種通過反射冷卻的材料被稱為反射冷卻涂料，目前市面上其實(shí)是有類似材料的，比如二氧化鈦涂料，這種涂料也很白，涂上它有減緩升溫的效果。

二氧化鈦

相對(duì)于二氧化鈦涂料，新研發(fā)的反射冷卻涂料還有一個(gè)功能，就是它能夠?qū)χ車h(huán)境起到降溫的效果，就像空調(diào)的效果一樣。

而且實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)顯示，即便是在最熱的地方，房子外面涂上它后，都能節(jié)省70%-80%的空調(diào)電費(fèi)。

那么這個(gè)新材料到底是什么呢？為什么有降溫的效果呢？

在繼續(xù)了解新涂料之前，我們需要了解一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，就是為什么材料被陽光照射后，它會(huì)升溫？

很多人可能都知道這是太陽輻射的效果，輻射導(dǎo)致材料分子運(yùn)動(dòng)，最終表現(xiàn)出來就是變熱。

由于黑色能夠吸收更多的太陽輻射，所以它通常更容易被加熱，而白色會(huì)反射掉一些輻射，所以它更不容易被加熱。

圖：可見光在整個(gè)電磁波譜中的范圍

但是很多人可能不知道的是，我們看起來白色的材料其實(shí)并不代表它就能通過反射光線來達(dá)到不升溫的效果。

因?yàn)橹灰牧戏瓷涞糇銐蚨嗟目梢姽?，我們的眼睛看起來就?huì)是白色的，而反射掉可見光不代表它不會(huì)吸收太陽輻射，可見光只是電磁波譜中很小的一部分而已。

其實(shí)，對(duì)于大部分材料而言，真正導(dǎo)致它們被加熱的也不是可見光波長范圍的電磁輻射，而是長波——紅外線部分的波長才是導(dǎo)致材料變熱的主要原因。

因?yàn)殚L波或紅外線部分的電磁輻射與材料中的分子更容易產(chǎn)生良好的共振，從而使它們開始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而變熱。

這個(gè)世界上最白的材料其實(shí)是硫酸鋇（ BaSO4），它是天然存在的礦物重晶石，人們很早就開始利用它作為顏料了，我們很多美白的化妝品里都有它。

但是這次研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)硫酸鋇的大小和濃度，可以讓它反射和散射掉不同波長范圍的電磁輻射。

至于什么尺寸范圍的硫酸鋇顆粒最適合作為反射冷卻涂料，報(bào)告中都沒有提到過，估計(jì)是商業(yè)機(jī)密吧，因?yàn)檫@個(gè)涂料他們是希望投入商用的。

總之，通過濃度和大小的調(diào)節(jié)，他們得到了一個(gè)最佳效果——能夠反射掉98.1%的太陽光（不僅僅是可見光），只有大約1.9%的太陽輻射會(huì)被材料吸收。

最重要的是，這個(gè)材料還有散射紅外線熱量的能力，所以它有能力冷卻到周圍環(huán)境溫度，這點(diǎn)是現(xiàn)在最常用的二氧化鈦白色涂料，以及其它幾乎所有白色涂料所沒有這個(gè)效果。

該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)將新研發(fā)的材料——特定尺寸和濃度的硫酸鋇用于油漆涂料，它們選擇的油漆介子是丙烯酸，據(jù)信兩者以6:4的比例調(diào)和效果最好（硫酸鋇太少反射效果差，而太多油漆效果變差），這種涂料可以用作可降溫的反射冷卻涂料。

該研究的作者通過計(jì)算得出，如果一個(gè)92.9平方米（1000平方英尺）的屋頂全部涂上這種涂料后可以產(chǎn)生 10 千瓦的冷卻功率，這比大多數(shù)家庭使用的空調(diào)更強(qiáng)大。

圖：右邊是在紅外圖像顯示，涂了硫酸鋇涂料的部分比周圍冷許多

而在現(xiàn)場測試中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這種材料的噴漆表面始終比環(huán)境溫度低至少4.5攝氏度，平均冷卻功率為每平方米117瓦，不過在隆冬時(shí)節(jié)也會(huì)保持這種狀態(tài)。

對(duì)于大部分人和大部分地區(qū)而言，只要將房屋的外土氣換成這種涂料，夏天基本可以完全不用開空調(diào)了。

自20世紀(jì)70年代以來，科學(xué)家們就一直在尋找被動(dòng)輻射冷卻的方法，但到目前為止，硫酸鋇的特定尺寸和濃度是最好的，最重要的是這種材料其實(shí)還比較便宜，畢竟天然存在。

但是，也有很多科學(xué)家對(duì)這項(xiàng)研究提出質(zhì)疑，因?yàn)樽鳛橥苛纤仨毥米∈澜绲目简?yàn)，必須在足夠長的時(shí)間內(nèi)保證自己不被污垢污染，不然它將失去效果，很明顯這個(gè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)目前還沒有給出相應(yīng)的使用數(shù)據(jù)。

不管怎么樣，現(xiàn)在減少空調(diào)的使用已經(jīng)迫在眉睫，因?yàn)榭照{(diào)使用一直都在加速氣候危機(jī)，而反射冷卻涂料在對(duì)抗氣候危機(jī)方面確實(shí)還不錯(cuò)，至少是個(gè)不錯(cuò)的方向，它非常節(jié)能。