如果有一种涂料,不仅白得出奇,还能降低室内温度5度以上,那该多好啊?你可能不敢相信,科学家们已经研发出了这样神奇的涂料

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那些白,白到近乎透明的涂料

在希腊圣托里尼岛上,一幢幢白色的房屋却散发着凉爽惬意的气息。

这些白色住宅用的不是普通的白漆,而是一种浓稠的白色乳液——乳白色的涂料贴在墙上,屋内却并不燥热,连阳光也被反射掉大半。

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其实,这种白色涂料的奥秘在于一种叫“硫酸钡”的白色粉末,它是一种天然矿物,在自然界以重晶石的形式存在,这种物质可以反射98%以上的可见光,是目前已知反射率最高的白色物质。

与此同时,美国普渡大学研制出了一种含有硫酸钡颗粒的超白涂料,其反射率高达98.1%,创下吉尼斯世界纪录,成为有史以来反射率最高的涂料。

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这种涂料浓稠而乳白,涂在墙上简直就像一面透明的玻璃,几乎看不到它的存在。

这种涂料之所以如此“透明”,是因为研究人员通过精心调控硫酸钡颗粒的大小,让它能反射不同波长的光线。

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要知道,普通的白色涂料只反射可见光中的部分波长,对红外线的反射率较差。

而这种涂料中的硫酸钡粒子大小不同,能反射全部可见光波段,甚至连红外线也能反射大部分。

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这两大特性使这种涂料十分出众:第一,反射全部可见光,呈现超乎想象的白,几乎“隐形”,第二,反射红外线,不吸收热量,可以自主调节至环境温度。

所以,这种涂料最适合用在炎热地区的建筑外墙,它可以根本不吸收阳光的热量,将室内冷却至宜人温度。

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相比之下,普通的白色或颜色涂料会吸收部分红外线造成房屋内部过热,这种涂料的出现可以极大地节约夏日的空调电费。

除了建筑涂料,这种超高反射率的涂料也可应用于工业领域,涂在设备或管道上,它几乎不会吸收任何热量,可以有效降温,保护设备安全运转。

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超白涂料:一种降温“被动空调

在这之前,这种涂料的研究并不简单,研究团队历时几年完成数千项试验,才确定最佳方案。

研究人员首先从上百种材料中筛选潜在基体,再进行大量配比测试,逐步缩小范围。

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经过反复比较和筛选,研究人员选定体积浓度60%的硫酸钡-丙烯酸复合物,使产品兼具降温性能和环境适应性。

这种配方不仅反射率高,也考虑了涂膜的使用环境,添加了一定丙烯酸调整涂料的机械性能,提升它的抗老化性。

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这样一来,人们就能用这种涂料大幅反射入射的太阳辐射热,降低建筑物的辐射和对流传热,可视为一种被动空调。

它无需额外能源输入就可起到制冷效果,应用前景广阔,比如覆盖在炎热城市的屋顶与道路,可大大降低室内温度,减少空调用电量。

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当然,像任何新技术一样,它也面临一些质疑的声音,有专家指出它与现有产品可能改良不大,它的实际效能还需时间验证。

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其他降温方式

在这之前,我们遇到酷暑,还可以采取其他降温方式,其中包括屋顶绿化,它是近年来许多业主降温的新选择。

绿荫树叶下,小院里明显凉快许多,植被减热的原理在于其强大的蒸腾作用,就像自然的“空调用冷器”。

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传统屋顶隔热材料,如岩棉、聚氨酯等,主要依靠它们内部多孔结构形成的隔热层。

这些无机材料抗高温强度好,但单一功能,也不可避免会产生一些挥发物,相比之下,活的植物更能与人和谐共生。

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在屋顶花园里,各类绿植在阳光照射下进行光合作用,吸收热量并大量蒸腾。

与此同时,绿荫覆盖率在50-70%时,对建筑冷却效果最佳,过于密集反而会阻隔风流,降低散热效果。

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不仅如此,屋顶花园选种以耐热、耐旱、强健生长为主,无公害、花期长者尤佳,常见选择有虎刺菊、天竺葵、凤仙花、绣球等。

我们也可以种植迎风朝向的爬藤植物,形成天然遮阳网,以便更好地隔绝室外热量。

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除了隔热效果,屋顶花园还能净化空气,减少城市热岛效应,美化生活环境,值得我们积极推广。

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世界上最黑的东西是什么?

其实,在我们周围还有其他神奇的东西,还对人类的发明创造产生了一定影响,它就是世界上最黑的东西。

一提到最黑的东西,我们脑海中第一个出现的想法很可能就是黑洞,黑洞拥有极强的引力场,能吸收所有的物质和光线,是目前已知的宇宙中最黑的存在。

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然而,在地球上,最黑的物质其实来自人类的科技创新。

多年前,科学家就尝试过各种方法来降低物体表面的反射率,使它呈现更深邃的黑色。

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英国的一位科学家经过对上百种合金的观察和实验,发现镍磷合金中磷的含量对最终的颜色有重大影响。

当镍磷合金中的磷元素在一定浓度下,经过精心的化学腐蚀处理,可以产生出超低的反射率,使表面呈现出前所未有的漆黑。

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这种材料,光线反射率比用于光学设备的其他黑色涂料低了10-20倍,甚至比之前被认为最黑的“梵塔黑”还要黑上几分。

这种超黑材料可广泛用于精密光学仪器的制作,大大减少光线的反射和散射,从而提高图像的清晰度。

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它也可用于改善像哈勃望远镜这样的空间望远镜的成像效果,让人类可以更清楚地观测到遥远的星系和天体。

除了人工合成的超黑材料,自然界中也存在一些“超黑”现象,例如生活在巴布亚新几内亚的天堂鸟,其羽毛可以吸收高达99.95%的可见光,与人造的太阳能电池板或望远镜内部一样具有极强的光吸收性能。

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此外,深海中的一些鱼类通过进化也获得了近乎完美的吸光能力,比如角无腹棘鲷的皮肤对光线的反射率小于0.5%。

这使它们在漆黑的深海环境中,也能很好地保护自己不被发现。

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可见,无论是人类的创造,还是大自然的演化,追求极端的“超黑”都显示出生命的智慧与力量。

黑得发亮的科技成果不仅满足了人类对高性能仪器的需求,自然界中神奇的“超黑”生物也以此适应了极端的生存环境。

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任何涂料要充分发挥效果,都需要经过长时间的野外历练,这种超白涂料也不例外。

它的稳定性能力和使用寿命,都有待时间检验,未来几年,科研人员还需在此基础上,进一步优化涂料的配方,提高其机械强度、耐候性等指标。

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只有多次野外使用后收集反馈,才能不断完善涂料的工业化生产方案。

在商业上,这种被动空调涂料能否推向市场,也存在不确定性,毕竟涂料行业竞争激烈,要打开市场需要巨大的推广力度。

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相关产品定价也将直接影响用户的接受程度,这需要企业采取灵活的营销策略,在保证利润的同时,争取更多用户试用相关产品。

这种被动空调思路无疑值得进一步探索,也许能开启建筑节能的新篇章,我们拭目以待涂料的商业化进程,期待它早日服务社会,造福人类!

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相信经过科研人员的不懈努力,这一充满想象力的技术终将绽放光彩。