先戴上墨鏡再直視,新配方超白塗料能反射 98.1% 光

作者 | 發布日期 2021 年 04 月 21 日 12:59 | 分類 尖端科技 , 材料 Telegram share ! follow us in feedly


繼去年開發出能反射 95.5% 陽光的白色塗料後,美國普渡大學團隊最近再開發出白到讓人覺得刺眼的全世界最白塗料,光反射率達 98.1%;除此之外該配方還有降溫效果,只要簡單粉刷一下屋頂,就能以低成本方法冷卻建築物。

這種超白塗漆和市面上白色塗漆不一樣的地方在於,後者大多使用氧化鈦填充,僅能反射 80~90% 光,並且沒有能讓表面溫度比周圍環境更涼爽的功能,但普渡大學團隊開發的塗料除了能反射高達 98.1% 陽光之外,還具有散熱效用,將其塗覆在建築物屋頂,就算不開空調也能保持建築物涼爽。

在一場野外測試,超白塗漆在中午時分能使表面降溫 4.5℃,相比之下市售的白色塗料將表面溫度提高了 6.8℃。

這一路實驗走下來,團隊從 100 多種材料中篩選出 10 種,然後測試了 50 種不同配方,去年開發的超白塗料是由碳酸鈣(常見於岩石、貝殼中)配方製成,反射率 95.5%。而最近團隊改變配方開發出更白的塗料,普渡大學機械工程系華裔教授阮修林(Xiulin Ruan)舉例,如果將這種塗料漆在約 93 平方公尺面積的屋頂上,估計冷卻功率達 10kW,這比大多數家用中央空調還強。

▲ 熱像儀顯示超白塗料能讓表面降溫。

是什麼秘方讓塗料這麼白?第一個原因在於塗料中含有高濃度硫酸鋇(也稱鋇白)。這是一種常見於實驗室和工業用化學品的化合物,比如用於製作相紙可提高白度及表面覆蓋率,過去也有人將硫酸鋇添加於塗料和油漆中以替代部分價格較高的原材料,且能控制油漆成品的黏稠度、光澤、穩定性。

第二個原因是硫酸鋇顆粒在塗料中的大小都不同。每個粒子散射光的程度取決於其大小,因此不同粒子大小能讓塗料散射掉光譜中更多波段的光,從而獲得高反射率。

研究人員表示,硫酸鋇比二氧化鈦還便宜一些,因此最終成本應該與傳統白色塗料差不多,待執行進一步測試後,可能會在 1~2 年內投入商用。

而作為對比鑑賞,該團隊也收到一間博物館邀請,希望能讓這款世上最白塗料與世上最黑材料並排擺放,後者即吸光率達 99.965% 的奈米碳管黑體(Vantablack),潛在用途與最白塗料完全相反,很適合應用在太空望遠鏡中用來吸收各種雜光,以避免干擾精密儀器探測深空天體發出的光。

新論文發表在《應用材料與介面》(ACS Applied Materials & Interfaces)期刊。

(首圖來源:普渡大學

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