香港城市大学的科学家们展示了一种新型超白陶瓷材料，这种材料可以通过反射太阳光和热量大幅降低建筑物的温度，创下历史新高。这种受甲虫启发的材料的能力来自于它的纳米结构，能抵御各种因素的侵袭，而且容易扩大生产规模。

屋顶上的新型冷却陶瓷材料原型

当家里太热时，许多人的第一反应是打开空调。这种方法可能有效，但能源效率不高，因为建筑物的供暖和制冷占能源成本的很大比例。因此，科学家们正在研究被动管理室内温度的方法，其中最简单的方法就是将建筑物和屋顶涂成白色。

根据基本物理学原理，浅色比深色吸收的光更少，因此更凉爽。近年来，新开发的超白涂料可以反射 95% 以上的阳光，为建筑物降温。但这些涂料也有其问题，包括耐久性。

在这项新研究中，香港城市大学（City University of Hong Kong，简称城大）的科学家们开发了一种新型冷却陶瓷材料，其性能优于其他材料。这种材料不仅仅是一种非常白的涂料，它的高反射率来自于其纳米结构，这种结构能有效地散射几乎整个光谱的太阳光--就像启发它的甲虫一样。因此，这种材料的太阳反射率达到了 99.6%，创历史新高，红外热发射率也达到了 96.5%。

冷却陶瓷材料样品，可反射 99.6% 的太阳光，为建筑物内部降温 图/香港城市大学

这种材料由氧化铝制成，不仅能减少对太阳光的吸收，研究小组还表示，氧化铝还能使冷却陶瓷在风雨中更加耐用。它能抵御紫外线照射造成的降解，而这正是其他被动冷却材料和涂层的弱点；它还能提高表面的水分蒸发率，从而增加蒸发冷却的额外效果。它甚至还具有耐火性能，可承受超过 1 000 °C （1 832 °F）的温度。

"降温陶瓷的美妙之处在于，它既能满足高性能 PRC 的要求，又能满足在现实生活中的应用，"该研究的共同通讯作者 Edwin Tso Chi-yan 教授说。"我们的实验发现，将降温陶瓷应用于房屋屋顶可实现空间降温用电[减少]20%以上，这证实了它在减少人们对传统主动降温策略依赖方面的巨大潜力，并为避免电网过载、温室气体排放和城市热岛提供了可持续的解决方案。"

最后，研究人员还表示，这种材料可以利用氧化铝等普通材料以及相反转和烧结两步工艺轻松实现大规模生产。如果白色对某些房屋来说过于乏味，这种材料显然还可以通过增加额外的层数，生产出其他颜色和图案。

这项研究发表在《科学》杂志上。