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世界上真的有后室吗,世界上最白的材料有多白?你可知道房子外面涂上它

来源:头条 作者: chanong
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物质呈现黑色还是白色反映了它对可见光的吸收;它吸收的可见光越多,它看起来就越黑,它反射的越多,它看起来就越白。然而,吸收和反射阳光的材料通常具有潜在的功能。也就是说,一种材料吸收的阳光越多,它在阳光下的温度就会越高,而反射的越多,它就会越冷。

Vantablack 萨里纳米系统

Vantablack是目前世界上最黑的材料。这种材料吸收99.96% 的可见光,因此反射回您眼睛的光很少。看起来很黑,很热,但是很难。它具有非常好的导热性,因此很容易传递热量,让您感到温暖。那么你知道世界上最白的材料有多白,有多酷吗?与最黑的黑色、最新的反光降温涂料相比,目前市面上的白色吸收的阳光多于反射的阳光,实际应用中还远远不够。达到过高的反射能力。 Vantablack是一种商业化使用的材料,但商业化使用的白色材料实际上只能反射80%到90%的阳光。

2021年,普渡大学的科研团队开发出一种新材料,可以反射高达98.1%的阳光。这种反光能力使其显得如此之白,以至于被吉尼斯世界纪录认定为世界上最白的材料。该材料是为了响应Vantablack而开发的,正如Vantablack吸收热量一样,研究人员希望利用这种超反光白色作为涂层来实现冷却效果。通过反射来冷却的物质被称为反射冷却涂料,但类似的物质如二氧化钛涂料也有市售,而且这种涂料也很白,具有减缓温度上升的效果。

二氧化钛

新开发的反射冷却涂层与二氧化钛涂层相比还具有附加功能,可以为周围环境提供空调般的冷却效果。此外,实验室数据显示,即使在最热的地方,将其应用到室外也可以节省70% 至80% 的空调电费。那么这种新材料到底是什么?为什么它具有冷却效果?在了解新涂层之前,我们需要了解为什么这种材料在暴露在阳光下时会发热。你们中的许多人可能知道这是太阳辐射的影响,但辐射会导致材料分子的运动,最终表现为热量。黑色吸收更多的太阳辐射,因此通常更容易升温,而白色则反射部分太阳辐射,因此升温较少。

图表:整个电磁频谱的可见光范围

然而,很多人可能不知道,一种物质在我们看来呈白色,实际上并不意味着它具有通过反射光来防止加热的效果。因为只要一种材料反射足够的可见光,它在我们眼中就会呈现白色。反射可见光并不意味着它不吸收太阳辐射。可见光只是电磁波谱的一小部分。事实上,对于大多数材料来说,真正引起加热的并不是可见波长范围内的电磁辐射,而是长波—— 红外部分的波长才是材料加热的主要来源。这是因为长波或红外部分的电磁辐射很可能与材料内的分子产生良好的共振,导致它们开始移动并升温。

事实上,世界上最白的物质是硫酸钡(BaSO4),这是一种天然重晶石,自古以来就被用作颜料,经常包含在我们的美白化妆品中。然而,这项研究发现,通过调整硫酸钡的尺寸和浓度,它可以反射和散射不同波长范围的电磁辐射。报告中没有说明反射冷却涂层的硫酸钡颗粒的最佳尺寸,但这可能是一个商业秘密,因为研究人员的目标是将这种涂层商业化。换句话说,通过调整浓度和尺寸,我们得到了一个最佳结果,即——反射了98.1%的太阳光(不仅仅是可见光),只有约1.9%的太阳辐射被该材料吸收。

最重要的是,这种材料还具有散射红外热的能力,并具有冷却至环境温度的能力,这对最常用的二氧化钛白色涂料和几乎所有其他白色涂料都没有影响。研究小组现在正在油漆涂料中使用新开发的材料——硫酸钡,以特定的尺寸和浓度。他们选择的涂料介子是丙烯酸,认为两者以6:4的比例混合最好(硫酸钡太少反光效果不好,涂料太多反光效果不好),这种涂料可用作反射冷却涂料。该研究的作者计算出,一个完全被油漆覆盖的92.9 平方米(1,000 平方英尺)的屋顶可以产生10 千瓦的制冷能力,远低于大多数家庭使用的空调。

图:右图红外图像显示,涂有硫酸钡涂料的区域比周围区域凉爽很多。

在现场测试中,团队发现该材料的涂漆表面始终比环境温度低至少4.5摄氏度,平均制冷能力为每平方米117瓦,即使在隆冬也依然如此。对于大多数人和大多数地区来说,只需用这种类型的油漆重新粉刷房屋的外部就可以基本上消除夏季的空调。自20 世纪70 年代以来,科学家们一直在寻找被动辐射冷却的方法,但迄今为止,特定尺寸和浓度的硫酸钡已是最佳选择,而且最重要的是,该材料相对便宜且天然。然而,许多科学家对这项研究提出质疑,因为涂层必须经受世界各地的考验,必须保证在足够长的时间内不被污垢污染,否则涂层的功效就会丧失。科学团队尚未提供相应的使用数据。无论如何,减少空调的使用已经刻不容缓。由于空调的使用正在加速气候危机,反光冷却涂料在应对气候危机方面当然不是坏事,或者至少是好事。非常节能。 #你看到的一切都很科学#

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物质呈现黑色还是白色反映了它对可见光的吸收;它吸收的可见光越多,它看起来就越黑,它反射的越多,它看起来就越白。然而,吸收和反射阳光的材料通常具有潜在的功能。也就是说,一种材料吸收的阳光越多,它在阳光下的温度就会越高,而反射的越多,它就会越冷。

Vantablack 萨里纳米系统

Vantablack是目前世界上最黑的材料。这种材料吸收99.96% 的可见光,因此反射回您眼睛的光很少。看起来很黑,很热,但是很难。它具有非常好的导热性,因此很容易传递热量,让您感到温暖。那么你知道世界上最白的材料有多白,有多酷吗?与最黑的黑色、最新的反光降温涂料相比,目前市面上的白色吸收的阳光多于反射的阳光,实际应用中还远远不够。达到过高的反射能力。 Vantablack是一种商业化使用的材料,但商业化使用的白色材料实际上只能反射80%到90%的阳光。

2021年,普渡大学的科研团队开发出一种新材料,可以反射高达98.1%的阳光。这种反光能力使其显得如此之白,以至于被吉尼斯世界纪录认定为世界上最白的材料。该材料是为了响应Vantablack而开发的,正如Vantablack吸收热量一样,研究人员希望利用这种超反光白色作为涂层来实现冷却效果。通过反射来冷却的物质被称为反射冷却涂料,但类似的物质如二氧化钛涂料也有市售,而且这种涂料也很白,具有减缓温度上升的效果。

二氧化钛

新开发的反射冷却涂层与二氧化钛涂层相比还具有附加功能,可以为周围环境提供空调般的冷却效果。此外,实验室数据显示,即使在最热的地方,将其应用到室外也可以节省70% 至80% 的空调电费。那么这种新材料到底是什么?为什么它具有冷却效果?在了解新涂层之前,我们需要了解为什么这种材料在暴露在阳光下时会发热。你们中的许多人可能知道这是太阳辐射的影响,但辐射会导致材料分子的运动,最终表现为热量。黑色吸收更多的太阳辐射,因此通常更容易升温,而白色则反射部分太阳辐射,因此升温较少。

图表:整个电磁频谱的可见光范围

然而,很多人可能不知道,一种物质在我们看来呈白色,实际上并不意味着它具有通过反射光来防止加热的效果。因为只要一种材料反射足够的可见光,它在我们眼中就会呈现白色。反射可见光并不意味着它不吸收太阳辐射。可见光只是电磁波谱的一小部分。事实上,对于大多数材料来说,真正引起加热的并不是可见波长范围内的电磁辐射,而是长波—— 红外部分的波长才是材料加热的主要来源。这是因为长波或红外部分的电磁辐射很可能与材料内的分子产生良好的共振,导致它们开始移动并升温。

事实上,世界上最白的物质是硫酸钡(BaSO4),这是一种天然重晶石,自古以来就被用作颜料,经常包含在我们的美白化妆品中。然而,这项研究发现,通过调整硫酸钡的尺寸和浓度,它可以反射和散射不同波长范围的电磁辐射。报告中没有说明反射冷却涂层的硫酸钡颗粒的最佳尺寸,但这可能是一个商业秘密,因为研究人员的目标是将这种涂层商业化。换句话说,通过调整浓度和尺寸,我们得到了一个最佳结果,即——反射了98.1%的太阳光(不仅仅是可见光),只有约1.9%的太阳辐射被该材料吸收。

最重要的是,这种材料还具有散射红外热的能力,并具有冷却至环境温度的能力,这对最常用的二氧化钛白色涂料和几乎所有其他白色涂料都没有影响。研究小组现在正在油漆涂料中使用新开发的材料——硫酸钡,以特定的尺寸和浓度。他们选择的涂料介子是丙烯酸,认为两者以6:4的比例混合最好(硫酸钡太少反光效果不好,涂料太多反光效果不好),这种涂料可用作反射冷却涂料。该研究的作者计算出,一个完全被油漆覆盖的92.9 平方米(1,000 平方英尺)的屋顶可以产生10 千瓦的制冷能力,远低于大多数家庭使用的空调。

图:右图红外图像显示,涂有硫酸钡涂料的区域比周围区域凉爽很多。

在现场测试中,团队发现该材料的涂漆表面始终比环境温度低至少4.5摄氏度,平均制冷能力为每平方米117瓦,即使在隆冬也依然如此。对于大多数人和大多数地区来说,只需用这种类型的油漆重新粉刷房屋的外部就可以基本上消除夏季的空调。自20 世纪70 年代以来,科学家们一直在寻找被动辐射冷却的方法,但迄今为止,特定尺寸和浓度的硫酸钡已是最佳选择,而且最重要的是,该材料相对便宜且天然。然而,许多科学家对这项研究提出质疑,因为涂层必须经受世界各地的考验,必须保证在足够长的时间内不被污垢污染,否则涂层的功效就会丧失。科学团队尚未提供相应的使用数据。无论如何,减少空调的使用已经刻不容缓。由于空调的使用正在加速气候危机,反光冷却涂料在应对气候危机方面当然不是坏事,或者至少是好事。非常节能。 #你看到的一切都很科学#


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