# 史上最白的油漆来了！有了它夏天都不用开空调 - 作者：张成晨 - 发布时间：2022-10-13 21:03 - 分类：商业 - 原文：https://www.ifanr.com/1516860 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/house5.jpg) 「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。 ### 世界上最白的油漆，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](https://new.qq.com/rain/a/20210507A03A5R00)，我们就认为这种物体是白色的。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/house.jpg) 越白的物质可以反射越多的光，越不容易升温。科学常识以生活经验的形式代代相传，热带地区的人们常将房屋漆成白色，希腊圣托里尼岛的白色建筑也不仅仅是为了美观。 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](https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2021/Q3/purdue-record-for-the-whitest-paint-appears-in-latest-edition-of-guinness-world-records.html)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](https://www.guinnessworldrecords.com/world-records/659962-whitest-paint?_ga=2.79221524.1255362724.1665495440-1437913531.1665495440)。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/Purdue-University7.jpg) ▲ 硫酸钡超白涂料. 图片来自：Purdue University 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](https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2021/Q2/the-whitest-paint-is-here-and-its-the-coolest.-literally..html)。 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。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/Purdue-University5.jpg) ▲ 硫酸钡超白涂料. 图片来自：Purdue University 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](https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2022/Q4/worlds-whitest-paint-now-thinner-than-ever,-ideal-for-vehicles.html)，或者说世界上最白的涂料 2.0，作用也是降低表面温度。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/Purdue-University6.jpg) ▲ 1.0 和 2.0 的厚度差别. 图片来自：Purdue University 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。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/Unsplash-Ern-Low.jpg) ▲ 图片来自：Unsplash 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。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/houdu.jpg) ▲ 近似的反射率，2.0 比 1.0 更薄. 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](https://www.fastcompany.com/90793938/the-worlds-whitest-white-paint-is-coming-for-cars-planes-and-spacecraft)。 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。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/car-1.jpg) 2.0 预计在两到三年内实现商业化，但还需要一系列测试和完善，比如尽量减少使用挥发性有机化合物（VOCs）。 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。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/guntong.jpg) 阮秀林教授还设想了 2.0 在运输行业之外的无限可能，服装、鞋子，甚至手机等便携式电子产品都用得上： 「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。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/air.jpg) 普渡大学团队开发 1.0 花了长达 6 年的时间，他们考虑了 100 多种不同的材料，最终将它们缩小到 10 种，又为每种材料测试了大约 50 种不同的配方。 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。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/baso4.jpg) ▲ 硫酸钡也常用于将相纸和化妆品变白. 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太阳光，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。](https://www.fastcompany.com/90644833/this-whiter-than-white-paint-cools-buildings-down-dramatically-why-isnt-it-everywhere) 最终，它[发出的热量比吸收的热量多](https://www.usnews.com/news/best-states/indiana/articles/2022-01-02/purdue-researchers-create-the-worlds-whitest-white-paint)，从而对抗全球变暖。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/hongwai.jpg) ▲ 热量回到深空. 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。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/Purdue-University3.jpg) ▲ 1.0 的冷却效果. 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。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/fast-company.jpg) ▲ 图片来自：Fast Company 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 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。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/dezeen.jpg) ▲ 黑洞就在身边. 图片来自：dezeen 它黑得如此出众，正是因为[均匀分布的纳米管结构](https://www.abc.net.au/news/science/2017-01-13/vantablack-where-is-it-being-used/8175042?_ga=2.109755269.1255362724.1665495440-1437913531.1665495440)，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。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/black.jpg) 在最白涂料 1.0 问世时，研究人员曾拿它对照 Vantablack。毕竟，一个黑得傲视群雄，一个白得独领风骚。 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](https://www.thecollector.com/vantablack-anish-kapoor-stuart-semple-controversy/)，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。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/pink2.jpg) 最近，[一位日本网红想要挑战](https://mp.weixin.qq.com/s/KxYkjE2Fd0mG4G64eYm93g)「世界上最黑的房间」，但又买不到 Vantablack，所以退而求其次买了吸光率 99.4% 的涂料「真黑色无双」（《真三国无双》：打钱）。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/black4.jpg) ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/black22.jpg) 他还把自己完全涂黑，无缝 cos 柯南里的黑衣人。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/black55.jpg) 但现在 Vantablack 也不是最黑的了。2019 年，麻省理工开发了一种吸收 99.995% 可见光的材料，最妙的是科学家们与艺术家 Diemut Strebe 合作，让它以一颗钻石的形式亮相。 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）。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/zuanshi.jpg) ▲ 图片来自：the-redemption-of-vanity.com 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](https://www.abc.net.au/news/science/2017-01-13/vantablack-where-is-it-being-used/8175042?_ga=2.109755269.1255362724.1665495440-1437913531.1665495440)，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。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2022/10/NASA.jpg) ▲ NASA 也在研究太空超黑材料. [Vantablack 的开发公司曾提议](https://www.bbc.com/news/science-environment-56749105)，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。