阻止全球变暖的新“药方” 即时

来源: 大科技杂志社

全球变暖会造成什么样的后果,人们早已非常熟悉,并对此深切关注。为了阻止全球变暖,科学家们绞尽脑汁寻找给地球“退烧”的“药方”。最近,科学家就找到了非常有前景的好“药方”,它“服用”起来不仅轻松简单,甚至可以一劳永逸。那么,这种神奇的“药方”是什么呢?居然是一款新型油漆。

把屋顶刷白

这款新型油漆并不是普通的商用油漆,它是由科学家经数年研究、多次改良而制成的超白油漆,其洁白程度号称“史上最白”,其用途仍然是粉刷墙壁。


(资料图)

你可能会问:超白油漆和全球变暖,两者为何会有联系?其实,为了阻止全球变暖,科学家想到了一种思路,那就是将全世界的屋顶统统刷成白色。此举看似普通,但效果非常显著。科学家曾经做过研究,发现白色墙面一般可以反射多达80%的太阳光,而深色墙面往往只能反射大约20%的太阳光——这也是许多热带国家建筑的屋顶和墙壁被刷成浅白色调的原因。

白色墙壁不仅反光,而且其吸收的热量也大大少于深色墙壁,这就可以减少因使用空调降温而消耗的能量,进一步遏制气候变化。科学家做过估计,如果世界各国将所有房子的屋顶都刷成白色,将人行道刷成较浅的水泥色,那么其效果惊人,相当于减少了全世界道路上所有车辆长达11年的二氧化碳排放量。

把屋顶刷白,给地球降温——这是科学家研制超白油漆的动力。

“超白”的标准

长期以来,白色油漆所使用的主要材料是二氧化钛,这确实是非常白的物质,但科学家对此并不满意,因为它算不上“超级白”。

我们知道,白色指的是所有可见光(赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫)叠加后形成的颜色,一个物体呈现白色,指的是它可以反射所有的光。日常生活中,当一个物体能够反射80%的光时,我们就认为它是白色的了,而普通书本所用的“白纸”,往往只能够反射55%到75%的光(防止刺眼)——它们都只能算是“比较白”。

那么,怎么样才算是“超级白”呢?白色的反面是黑色,一个物体呈现黑色,指的是它能够吸收所有的光。世界上最黑的物体,是一种由碳纳米管制成的材料,叫做“梵塔黑”,它可以吸收99.96%的光。通过对比,科学家定下一个标准,超白材料对光的反射率应该在90%以上。

油漆的配置

为了研制拥有如此之高反射率的油漆,科学家进行了6年的实验,考虑了100多种不同的白色材料,最终选出10种材料,用每种材料测试了大约50种不同的配方,最后将范围缩小到碳酸钙和硫酸钡。

碳酸钙是一种地球上存量丰富的白色化合物,通常存在于岩石和贝壳中,科学家将碳酸钙的颗粒悬浮在丙烯酸中,制成的白色涂料已经可以达到90%的反射率。但是,他们还想取得进一步突破,于是又将丙烯酸中的碳酸钙换成了颜色更白的硫酸钡。

科学家发现,丙烯酸和硫酸钡需要精确调配,才能达到理想的效果。诀窍在于,二者的比例要达到完美。虽然硫酸钡越多会使油漆的反射率越高,但是过多的硫酸钡也会带来新的问题,那就是油漆干燥之后会变得非常脆,容易脱落。如果将丙烯酸中硫酸钡的浓度配置在60%左右,就可以兼顾油漆的反射率和稳定性。另外,硫酸钡的颗粒大小也影响反射效果,最好在溶液中配置一系列不同尺寸的硫酸钡颗粒,这样也可以提升油漆的反射率。

“超白”等于“超冷”

通过反复尝试,科学家们在2020年研制出了当时世界上最白的硫酸钡油漆,其反射率达到了95.5%。2021年,科学家通过改良,又将硫酸钡油漆的反射率提升到了惊人的98.1%——其表现已经可以和老对手“梵塔黑”相提并论了。

超白油漆的制冷效果同样惊人。科学家发现,夜晚时分,刷了硫酸钡油漆的样品的温度比周围环境低了10.6℃。在中午阳光最强的时候,刷了硫酸钡油漆的样品的温度比周围环境低了4.4℃,即使反射率稍显逊色的碳酸钙油漆,也可以使样品的温度比周围环境低1.7℃。甚至,在冬季,超白油漆的冷却能力也没有丝毫退步,当周围环境温度为6℃时,硫酸钡油漆依然可以使样品温度降低到-4℃。

科学家估计,把这种油漆刷在100平方米的屋顶上,其效果不亚于给房屋安装了数千瓦功率的中央空调。设想一下,如果将这种油漆刷遍全球,不知会给地球减轻多少热量、节省多少能源,那时,谁还需要再为炎热而发愁呢?

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