史上最白的油漆来了，有了它夏天都不用开空调（组图）

最白的油漆，降温黑科技，”眼前的黑不是黑，你说的白是什么白。“

我们怎么定义白？白是雪、墙壁和牛奶的颜色。

神说要有光，白光包含了各种颜色的光，十六进制颜色码里，#FFFFFF 代指纯白。

白也可以代表一种感觉，让你在盛夏依然凉爽，史上最白油漆，从建筑用到汽车。

在科学上，白的定义与反射率有关。一般来说，某个物体对可见光谱内所有波长的反射比例达到 80% 或更高，我们就认为这种物体是白色的。

2021 年，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%，在同年 9 月被收录在 2022 年版的吉尼斯世界纪录，名正言顺地成为迄今为止最白的油漆。

当这种涂料用在屋顶、人行道，可让室外表面比环境温度低 4.5°C 以上，从而减少空调需求，缓解城市热岛效应，在冬天也能起效。

参与研究的普渡大学机械工程教授阮秀林（Xiulin Ruan，音译），举了一个生活里的例子：

如果你用它覆盖 1000 平方英尺（约 93 平方米）的屋顶面积，我们估计你可以获得高达 10 千瓦的冷却功率。这比大多数家庭使用的空调更强大。

研究人员甚至表示，只需让地球表面的 0.5-1% 用上这种涂料，就可以扭转全球变暖的趋势。

最近，同一批科学家开发了一种更薄、更轻的新配方，或者说世界上最白的涂料 2.0，作用也是降低表面温度。

为什么要做到更轻、更薄？主要原因是 1.0 和 2.0 的使用场景不一样。

在 1.0 出世时，为了达到足够的辐射冷却水平，涂料至少需要达到 0.4 毫米的厚度，这对建筑物屋顶等结构来说完全可以承受。

但当目光投向尺寸和重量有精确要求的对象，比如汽车、火车和飞机，涂料需要更薄更轻，那么 2.0 就该出场了。

2.0 是一种纳米多孔涂料，含有六方氮化硼（一种主要用于润滑剂的物质），仅需 0.15 毫米，反射率即可达到 97.9%，和 1.0 的 98.1% 几乎相同。

六方氮化硼起到的是什么作用？团队成员、普渡大学机械工程博士生 Andrea Felicelli 解释道：

六方氮化硼具有很高的折射率，这会导致强烈的阳光散射；它的颗粒也具有独特的形态，我们称之为纳米血小板，在反弹太阳辐射方面比之前的球形纳米颗粒更有效。

2.0 还在纳米尺度上具有高度多孔性，因为密度更小、厚度更薄，它比起 1.0 重量轻 80%。

更轻巧的 2.0 将用在各种轻量级场景，当它喷涂在飞机、汽车或火车的外部，可使表面温度降低约 5.6°C。

在酷暑之中，停机坪上的飞机不必开空调为内部降温，大量能源便可以节省下来。

油漆、清漆等产品都包含有机溶剂，它们会在使用过程中释放 VOCs，甲醛就是最知名的 VOCs 之一，对健康和环境都有危害。

”它可以掺入油漆或纺织纤维中，刷、喷涂或在滚筒上使用。“

不过，就算 2.0 真的商用，价格也绝不会便宜，因为氮化硼需要合成生产，所以它更适合对成本毫不在乎、但对重量和厚度”斤斤计较“的场景。

最白的油漆，也是 cool 的油漆

最白涂料 1.0 和 2.0，反射率相差无几，并非互相代替，而是各有千秋。

毕竟，打破最白涂料的记录不是科学家的目标，遏制全球变暖和节约能源才是。

从 1970 年代开始，已经有不少科学家尝试开发辐射冷却涂料，用来替代传统空调，避免陷入越热越开、越开越热的全球变暖恶性循环。

市场上销售的白漆，反射率约为 80% 到 90%，且常见原料二氧化钛会吸收紫外线并辐射热量，所以不能让建筑物表面低于环境温度。

万花丛里一枝独秀，1.0 靠的是两项关键技术。

一方面，将高浓度硫酸钡作为主要成分，更好地反射阳光，且不吸收紫外线；

另一方面，粒子散射光的程度取决于大小，将硫酸钡制成大小各异的颗粒后，涂料就能反射不同颜色和波长的光，达到最广泛的光谱散射效果。

除了反射率接近 100%，纳米粒子还能在 0.008-0.013 毫米的特定红外波长反射太阳能量，热量通过红外窗口返回太空，不会被困在地球大气层中。

最终，它发出的热量比吸收的热量多，从而对抗全球变暖。

这种”被动辐射冷却“在不消耗任何能源的情况下冷却建筑表面，等于安了个不耗电的空调。

从红外摄像机的图片可以看出，1.0 所在的区域为深紫色，和周围的颜色截然不同，说明它将电路板冷却至低于环境温度，这是商业散热涂料无法做到的事情。

材料相对易得也是 1.0 的优势。硫酸钡比二氧化钛要便宜，最终的成本甚至可能与传统白色涂料不相上下。

这项成果已经申请了专利，普渡大学正在和一家公司合作，扩大涂料规模并将其投放市场，有望在两年之内实现商业化。

但 1.0 也远非完美。劳伦斯伯克利国家实验室的热岛效应专家 Ronnen Levinson 指出，紫外线在被反射后，很可能会与空气中的氮氧化物等物质反应，反而危害了空气质量。

Fast Company 的一篇报道则提及，这种涂料近 60% 的原材料来自重晶石原矿，采矿意味着巨大的能源需求和碳足迹，与环保目的背道而驰，陷入正负相抵的两难之中。

其实在 1.0 之前，普渡大学还推出过一个版本。2020 年 10 月，他们以碳酸钙为原料，开发出一款反射率 95.5% 的白色油漆。

碳酸钙早已被 1.0 的硫酸钡取代；2.0 的六方氮化硼又扩展了 1.0 的使用场景。

”最白的白“只是暂时的虚名，科技不断进步，或许还有 3.0、4.0 的出现。想要真正的环保满分答案，要先从 70 分、80 分做起。

有了最白的白，别忘了最黑的黑

几年前，最黑的黑是 Vantablack，它吸收高达 99.965% 的可见光，由英国科技公司 Surrey NanoSystems 发明，2014 年发布时艳惊四座。

Vanta 的全称为 vertically aligned nanotube arrays，意为垂直排列的纳米管阵列，每平方厘米涂层约有十亿个纳米管。

它黑得如此出众，正是因为均匀分布的纳米管结构，光粒子进入就会被吸收，极少数被反射的也会撞到纳米管顶部。

眼前两个完全相同的青铜雕像，当其中一个涂上 Vantablack，直接从三维变成二维。你凝视的不是黑色，而是深渊。

当时还有一段和 Vantablack 相关的插曲：有人提醒研究人员小心 Anish Kapoor。

Anish Kapoor 是一位英国艺术家，他在 2016 年拿下了 Vantablack 的独家艺术权，只有他能将其用于艺术目的，因此在艺术界臭名昭著。

对此反应最激烈的是另一位英国艺术家辛普尔 Stuart Semple，他在一气之下研制出”最粉的粉“颜料，并在网站上挂出，任何人都可以购买，除了 Anish Kapoor。

当最闪亮的”石头“遇上最吸光的材料，价值 200 万美元的天然黄色钻石完全隐入黑暗，所以被命名为”虚荣的救赎“（The Redemption of Vanity）。

Diemut Strebe 和麻省理工还在钻石旁写道：”该项目也可以视作反对 Anish Kapoor 购买 Vantablack 独家艺术权的声明。我们使用了不同的碳纳米管成分，任何艺术家都可以使用。“

艺术和美学之外，最黑的黑主要用于对反射光容忍度极低的表面，比如天文望远镜、微型卫星、恒星跟踪器、红外传感器，还被认为可以用于隐形飞机。

Vantablack 的开发公司曾提议，在博物馆中将最白的白与最黑的黑一起展示，为了不违背和 Anish Kapoor 签订的独家艺术权，他们还强调”这不是艺术“，而是出于”教育目的“，展示给那些对光明和黑暗极端背后的科学感兴趣的人。

”科学可以为艺术创造媒介，艺术也可以回馈科学。“从最白的白到最黑的黑，科学家的调色板，同样影响着人类的未来。