新的涂料配方可以帮助建筑物减少对空调的依赖。
为了遏制全球变暖，普渡大学的工程师们发明了迄今为止最白的油漆。研究人员说，在建筑物上涂上这种涂料可能有一天会使它们降温，从而减少对空调的需求。
今年10月，该团队发明了一种超白漆，打破了白漆的界限。现在他们已经超越了这一点。新的涂料不仅更白，而且可以保持表面比研究人员之前证明的配方凉爽。
“如果你用这种油漆覆盖大约1000平方英尺的屋顶，我们估计你可以得到10千瓦的冷却功率。这比大多数家庭使用的中央空调还要强大，”普渡大学机械工程教授阮秀林说。
研究人员认为这种白色可能是最黑的“Vantablack”的最接近等量物，Vantablack可以吸收多达99.9%的可见光。新的白漆配方反射高达98.1%的阳光——与研究人员之前的超白漆反射95.5%的阳光相比——同时从表面散发红外线热量。
白的涂料红外
红外摄像机显示了一个最白的白色油漆样品(中间的暗紫色方块)实际上是如何在环境温度以下冷却板，甚至没有商业“热拒”油漆做的事情。Credit: Purdue University/Joseph Peoples
典型的商用白漆会变暖而不是变冷。市场上的油漆被设计成只能反射80%-90%的阳光，并且不能使表面比周围环境更冷。
该团队的研究论文展示了这种油漆的工作原理，发表于2021年4月15日，并作为《ACS应用材料与界面》杂志的封面天富注册
是什么让最白的油漆如此白
有两个特点使这种颜料具有极高的白度。一是颜料中含有高浓度的一种化合物，叫做硫酸钡，它也被用来制作相纸和化妆品的白色
“我们研究了各种商业产品，基本上是任何白色的东西，”麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)博士后研究员李翔宇(Xiangyu Li)说。“我们发现，从理论上讲，使用硫酸钡可以让物体变得非常非常反光，这意味着它们非常非常白。”
第二个特点是颜料中的硫酸钡颗粒大小不一。每个粒子散射光线的程度取决于它的大小，所以更大范围的粒子大小可以让颜料散射更多来自太阳的光谱。
普渡大学机械工程专业博士生约瑟夫·普雷斯说:“高浓度的不同大小的粒子使颜料具有最广的光谱散射，从而产生最高的反射率。”天富注册
还有一点空间可以让油漆变白，但也不会太大，否则会影响油漆。
“虽然较高的粒子浓度更好地使东西变白，但你不能增加太多浓度。浓度越高，油漆就越容易破裂或脱落。”
为什么最白的漆也是最酷的
油漆的白色也意味着这是有史以来温度最低的油漆。通过使用一种叫做热电偶的高精度温度读数设备，研究人员在室外演示了这种油漆可以使表面在夜间比周围环境温度低19华氏度。正午时分，在强烈的阳光照射下，它还能使周围环境的表面温度降低8华氏度。
这幅画的太阳反射效果非常好，甚至在隆冬也能发挥作用。在室外环境温度43华氏度的测试中，油漆仍然成功地将样品温度降低了18华氏度。
这种白色涂料是经过6年研究的结果，研究的基础是20世纪70年代开发出的一种可替代传统空调的辐射冷却涂料。
阮的实验室考虑了100多种不同的材料，将范围缩小到10种，并测试了每种材料大约50种不同的配方。他们之前的白色涂料是由碳酸钙制成的，碳酸钙是一种地球上丰富的化合物，通常存在于岩石和贝壳中。
研究人员在他们的研究中表明，像商业涂料一样，他们的硫酸钡涂料可以应对户外条件。研究人员用来创造油漆的技术也与商业油漆制造工艺兼容。
