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cover of episode 313. 做出世界上最"白"的东西,有什么用?| 1018

313. 做出世界上最"白"的东西,有什么用?| 1018

2022/10/17
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放晴早安

AI Deep Dive AI Chapters Transcript
People
乐妍
Topics
乐妍:普渡大学研究团队研发出世界上最白的颜料,其反射率高达98.1%,能够显著降低物体表面温度,这比目前商业使用的白色颜料(反射率80%-90%)高出许多。这种颜料涂在物体表面,可使表面温度下降约4.5摄氏度,相当于给物体穿了一件防晒衣。其主要用途是降温,相比传统的空调降温方式,这种颜料更加环保节能,因为它能够将大部分阳光和热量直接反射回大气中,而不是简单的转移热量。虽然目前不适用于日常建筑,但其在航空业的应用前景广阔,可以有效降低飞机空调能耗,减少能源消耗。许多飞机制造商已经表达了合作意向。早期版本的颜料需要400微米厚度才能达到98.1%的反射率,限制了其应用范围。但研究团队后来发现六方氮化硼(白石墨)更适合作为颜料材料,150微米厚度即可反射97.9%的太阳光线,并减轻颜料重量,扩展了应用范围。普渡大学阮秀玲教授团队正在积极推动该颜料的商业化应用,希望未来能够应用于交通、住宅、服装等更多领域,以缓解气候危机。整个研究项目历时七年才取得成果,体现了科研人员的耐心和毅力。

Deep Dive

Shownotes Transcript

Hello 早上好,这里是由看理想联合放晴公园共同制作播出的放晴早安,我是乐妍今天是 2022 年 10 月 18 号,星期二今天你的心情放晴了吗?那就像昨天歪歪说的那样之后我会在固定的每个周二和你用声音的方式见面那今天我想和你分享的话题有关颜色不过不是让人眼花缭乱的彩色而是我们最基本的一种颜色,白色

在不久之前美国普渡大学的一个研究团队成功开发出了一种白色的颜料和我们用来刷墙的颜料稍微有点不同的是这是世界上最白的白色颜料那你或许会想问了最白是多白那有了这么白的颜料要用它来做什么呢在今天的节目里我们就一起来回答这两个问题

首先啊世界上最白的颜料要怎样才能衡量呢我们先回到一般生活里的例子从小呢在夏天穿衣服的时候家里人或者是身边的朋友啊都会和我说别穿黑色穿的浅一点那这是因为夏天的阳光特别强烈而黑色呢会吸收更多的热量白色或浅色呢就会相反把更多的热量反射出去

虽然我后来去看了一些研究,说其实夏天穿什么颜色的衣服并没有那么重要,穿得薄一点,透气一点才是保持凉爽的秘诀,但不同颜色对于热量的反射程度不同,是我们在这个简单的例子里得出的结论。那这就可以回答我们提出的第一个问题了。

当有两种白色颜料摆在你的面前的时候哪个更白呢那这个时候我们就能看哪个能反射更多的阳光那目前商业所使用的白色颜料啊一般呢能反射 80%到 90%的阳光而普渡大学团队研发出的白色颜料能反射多达 98.1%的阳光和热量

那相比于没有颜料覆盖的情况啊如果把这种白色颜料涂在物体表面那物体表面的温度呢就会下降大约 4.5 度左右

也就是说啊涂上这层白色颜料就好像是穿了一件防晒衣能够显著的降低物体表面或者是内部的温度那说到这儿啊我们的第二个问题呢其实也就迎刃而解了这种世界上最白的白色颜料的用处啊就是用来降温的那现在最主要的降温工具是空调而如果使用这种白色颜料来达到同样降温的目的呢首先就是不需要用电造成能源消耗了那同时呢

那同时啊空调呢虽然降低了室内的温度但也会提高室外空气中的温度换句话说呢就是把热量换了个地方但它们仍然存在而如果我们去使用白色颜料作为表面呢就能做到把大部分阳光和热量直接反射回大气当中去

实现真正意义上的降温那当然了这样的颜料呢暂时不会被用在日常的建筑上因为一旦遇到大晴天我们和城市里动物们都可能会无法承受被反射的刺眼的光照但在另一个领域航空业这种白色颜料呢如果能在未来普及会带来非常大的好处

我们都知道啊飞机在高空飞行的时候会暴露在非常强烈的日照之下所以呢飞机上的空调才需要开得特别特别足来避免机舱内的温度过高这也是为什么大多数飞机都是白色或者浅色外观的原因了那

如果我们把这种更加白更加亮的颜料用在飞机的喷涂上,我们就能够帮助一架飞机来反射更多的阳光和热量,在物理上降低更多的温度,从而减轻飞机上空调所需要负担的工作量,从而来减少空调运作所导致的能源消耗。

普渡大学的团队在研发的过程当中已经有很多的飞机制造商向他们发出了订单的邀请说希望能尽快用上这种颜料来降低一些成本而类似的在火车汽车甚至是航天器的制造当中

这种白色颜料都有不小的潜力和潜在的市场那其实啊团队在去年的春天呢就已经向外界公布了一款白色颜料甚至在当时凭借这种前所未有的白色获得了吉尼斯世界纪录不过呢按照当时所使用的材料啊如果需要达到反射 98.1%的热量的要求呢颜料喷涂的厚度需要达到

400 微米其实听上去已经非常非常薄了但对于不断移动中的物体来说甚至是飞机这样腾空而起的物体来说还是需要更轻薄的材料才行那因此啊当时呢这种颜料的应用范围只局限在静止的坚固的物体或者结构上

那就在最近研究团队发现了一种更适合来做颜料的材质叫做六方淡化棚有时它也被叫做白石墨当使用白石墨作为原材料的时候只需要 150 微米的厚度就能轻松地反射 97.9%的太阳光线同时白石墨的多孔结构也能让颜料的质量减轻不少这样一来就能更广泛地运用在包括飞机喷涂的各种场合了知道

值得一提的是,研发团队中的核心成员之一是一位目前任教于普渡大学的中国教授,按照拼音来读叫做阮秀玲。阮教授在接受采访的时候说,他们正在积极地把这种白色颜料商业化,希望能够用在生活当中更多不同的领域,比如说交通,住宅,服装等等。

帮助缓解不断恶化的气候危机在省下一笔电费的同时拯救我们的自然环境而所有的这些啊只是一桶颜料就能做到的事儿

那以上呢就是今天放晴早安的全部内容了希望在未来的哪一天当你突然发现说诶怎么飞机好像变得更白了的时候能够想到阮教授和团队所做出的非凡贡献不过啊开发一种新的颜料虽然听上去简单但这个研究项目早在七年前就已经开始了而直到去年才有所成就

在细微之处不断钻研的耐心也是团队最值得敬佩的一点那最后祝你拥有放晴的一天我是乐妍我们下周二再见啦