供暖和制冷占我们能源消耗和环境影响的很大一部分，因此能够被动控制室内气候的系统非常重要。近期，美国斯坦福大学科学家发明了一种新型涂料，它可以阻挡热量进入或散发，可使房屋和其他建筑在夏天保持凉爽，冬天保持温暖，从而显著减少能源使用，降低温室气体排放。而且可以制成各种颜色。相关论文刊发于14日出版的《美国国家科学院院刊》。

图片涂上新涂料的各种不同形状和材质的物体。图片来源：斯坦福大学

随着气温变得越来越极端，人们在盛夏和寒冬会更频繁地躲进室内，吹空调或开暖气。但令人沮丧的是，这些耗能系统只会让问题变得更糟。因此，为了减轻一些压力，科学家们一直在研究能为建筑物或车辆被动加热或降温的材料和涂层。一些材料通过反射太阳光来工作，而另一些则利用辐射冷却将热量以红外波的形式发射到天空中。

在这项新的研究中，斯坦福大学的研究小组开发了一种新型涂料，它能显著阻隔热量，使建筑物内部根据需要保持温暖或凉爽，而不会消耗大量能源。对于那些可能对反光超白涂料望而却步的审美人士来说，这种涂料还有多种颜色可供选择。

研究资深作者、斯坦福国家加速器实验室（SLAC）教授崔屹指出，目前的低辐射率涂料通常呈金属银或灰色，由于不够美观而限制了其使用。新发明的涂料拥有分开使用的两层：铝片的红外反射底层，以及用各种颜色的无机纳米颗粒制成的超薄红外透明上层。

下层含有铝片，能反射高达80%的红外线辐射，防止热量透过铝片。在这层之上，是一层对红外线透明的超薄外层，由不同颜色的无机纳米颗粒组成。研究人员的想法是，这种涂料可以涂在建筑物的外部，在夏天隔绝热量，而在冬天则可以涂在内部墙壁上，更好地保持室内热量。

测试显示，在人工寒冷环境实验中，新涂料将用于加热的能量减少了约36%；在人工暖环境中，将冷却所需能量减少了近21%。该涂料两层都防水，可应用于潮湿环境。用湿布或水冲洗即可清洁涂料表面。此外，在高温（80℃）、低温（-196℃）以及高酸性等环境中连续暴露一周后，涂料的性能和美观性也丝毫无损。

为了隔热，新涂料可涂于外墙和屋顶。大部分红外光会穿过其颜色层，被下层反射，然后以光的形式返回，而不会被建筑材料作为热量吸收。为了将热量保持在室内，涂料也可涂于内墙，下层会再次反射红外光，在空间中传递能量。

研究人员说，经过进一步调整，这种新型涂料可以成为被动式气候控制的关键工具，减少对高能耗的暖通空调系统的依赖。据悉，这种涂料还可应用于建筑以外的地方，例如可涂覆用于冷藏运输的卡车和火车车厢，大幅减少冷藏成本在运输预算中的占比。（科技日报、cnBeta）

来源：涂界