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「眼前的黑不是黑,你说的白是什么白。」
我们怎么定义白?
白是雪、墙壁和牛奶的颜色。
神说要有光,白光包含了各种颜色的光。
十六进制颜色码里,#FFFFFF 代指纯白。
白也可以代表一种感觉,让你在盛夏依然凉爽。
世界上白的油漆,从建筑用到汽车在科学上,白的定义与反射率有关。一般来说,某个物体对可见光谱内所有波长的反射比例达到 80% 或更高,我们就认为这种物体是白色的。

越白的物质可以反射越多的光,越不容易升温。科学常识以生活经验的形式代代相传,热带地区的人们常将房屋漆成白色,希腊圣托里尼岛的白色建筑也不仅仅是为了美观。
2021 年,普渡大学研制出了一种含有硫酸钡颗粒的超白涂料,其反射率高达 98.1%,在同年 9 月被收录在 2022 年版的吉尼斯世界纪录,名正言顺地成为迄今为止白的油漆。

▲ 硫酸钡超白涂料. 图片来自:Purdue University
当这种涂料用在屋顶、人行道,可让室外表面比环境温度低 4.5°C 以上,从而减少空调需求,缓解城市热岛应,在冬天也能起。
参与研究的普渡大学机械工程教授阮秀林(Xiulin Ruan,音译),举了一个生活里的例子:
如果你用它覆盖 1000 平方英尺(约 93 平方米)的屋顶面积,我们估计你可以获得高达 10 千瓦的冷却功率。这比大多数家庭使用的空调更强大。

▲ 硫酸钡超白涂料. 图片来自:Purdue University
研究人员甚至表示,只需让地球表面的 0.5-1% 用上这种涂料,就可以扭转变暖的趋势。
近,同一批科学家开发了一种更薄、更轻的新配方,或者说世界上白的涂料 2.0,作用也是降低表面温度。

▲ 1.0 和 2.0 的厚度差别. 图片来自:Purdue University
为什么要做到更轻、更薄?主要原因是 1.0 和 2.0 的使用场景不一样。
在 1.0 出世时,为了达到足够的辐射冷却水平,涂料至少需要达到 0.4 毫米的厚度,这对建筑物屋顶等结构来说完全可以承受。
但当目光投向尺寸和重量有要求的对象,比如汽车、火车和飞机,涂料需要更薄更轻,那么 2.0 就该出场了。

▲ 图片来自:Unsplash
2.0 是一种纳米多孔涂料,含有六方氮化硼(一种主要用于润滑剂的物质),仅需 0.15 毫米,反射率即可达到 97.9%,和 1.0 的 98.1% 几乎相同。
六方氮化硼起到的是什么作用?团队成员、普渡大学机械工程博士生 Andrea Felicelli 解释道:
六方氮化硼具有很高的折射率,这会导致强烈的阳光散射;它的颗粒也具有独特的形态,我们称之为纳米血小板,在反弹太阳辐射方面比之前的球形纳米颗粒更有。

▲ 近似的反射率,2.0 比 1.0 更薄.
2.0 还在纳米尺度上具有高度多孔性,因为密度更小、厚度更薄,它比起 1.0 重量轻 80%。
更轻巧的 2.0 将用在各种轻量级场景,当它喷涂在飞机、汽车或火车的外部,可使表面温度降低约 5.6°C。
在酷暑之中,停机坪上的飞机不必开空调为内部降温,大量能源便可以节省下来。

2.0 预计在两到三年内实现商业化,但还需要一系列测试和完善,比如尽量减少使用挥发性有机化合物(VOCs)。
油漆、清漆等产品都包含有机溶剂,它们会在使用过程中释放 VOCs,甲醛就是知名的 VOCs 之一,对健康和环境都有危害。

阮秀林教授还设想了 2.0 在运输行业之外的无限可能,服装、鞋子,甚至手机等便携式电子产品都用得上:
「它可以掺入油漆或纺织纤维中,刷、喷涂或在滚筒上使用。」
不过,就算 2.0 真的商用,价格也绝不会便宜,因为氮化硼需要合成生产,所以它更适合对成本毫不在乎、但对重量和厚度「斤斤计较」的场景。
白的油漆,也是 cool 的油漆白涂料 1.0 和 2.0,反射率相差无几,并非互相代替,而是各有千秋。
毕竟,打破白涂料的记录不是科学家的目标,遏制变暖和节约能源才是。
从 1970 年代开始,已经有不少科学家尝试开发辐射冷却涂料,用来替代传统空调,避免陷入越热越开、越开越热的变暖恶性循环。

普渡大学团队开发 1.0 花了长达 6 年的时间,他们考虑了 100 多种不同的材料,终将它们缩小到 10 种,又为每种材料测试了大约 50 种不同的配方。
市场上销售的白漆,反射率约为 80% 到 90%,且常见原料二氧化钛会吸收紫外线并辐射热量,所以不能让建筑物表面低于环境温度。
万花丛里一枝独秀,1.0 靠的是两项关键技术。

▲ 硫酸钡也常用于将相纸和化妆品变白.
一方面,将高浓度硫酸钡作为主要成分,更好地反射阳光,且不吸收紫外线;
另一方面,粒子散射光的程度取决于大小,将硫酸钡制成大小各异的颗粒后,涂料就能反射不同颜色和波长的太阳光,达到广泛的光谱散射果。
除了反射率接近 ,纳米粒子还能在 0.008-0.013 毫米的特定红外波长反射太阳能量,热量通过红外窗口返回太空,不会被困在地球大气层中。
终,它发出的热量比吸收的热量多,从而对抗变暖。

▲ 热量回到深空.
这种「被动辐射冷却」在不消耗任何能源的情况下冷却建筑表面,等于安了个不耗电的空调。
从红外摄像机的图片可以看出,1.0 所在的区域为深紫色,和周围的颜色截然不同,说明它将电路板冷却至低于环境温度,这是商业散热涂料无法做到的事情。

▲ 1.0 的冷却果.
材料相对易得也是 1.0 的优势。硫酸钡比二氧化钛要便宜,终的成本甚至可能与传统白色涂料不相上下。
这项成果已经申请了专利,普渡大学正在和一家公司合作,扩大涂料规模并将其投放市场,有望在两年之内实现商业化。
但 1.0 也远非。劳伦斯伯克利实验室的热岛应专家 Ronnen Levinson 指出,紫外线在被反射后,很可能会与空气中的氮氧化物等物质反应,反而危害了空气质量。

▲ 图片来自:Fast Company
Fast Company 的一篇报道则提及,这种涂料近 60% 的原材料来自重晶石原矿,采矿意味着巨大的能源需求和碳足迹,与环保目的背道而驰,陷入正负相抵的两难之中。
其实在 1.0 之前,普渡大学还推出过一个版本。2020 年 10 月,他们以碳酸钙为原料,开发出一款反射率 95.5% 的白色油漆。
碳酸钙早已被 1.0 的硫酸钡取代;2.0 的六方氮化硼又扩展了 1.0 的使用场景。
「白的白」只是暂时的虚名,科技不断进步,或许还有 3.0、4.0 的出现。想要真正的环保满分答案,要先从 70 分、80 分做起。
有了白的白,别忘了黑的黑几年前,黑的黑是 Vantablack,它吸收高达 99.965% 的可见光,由英国科技公司 Surrey NanoSystems 发明,2014 年发布时艳惊四座。
Vanta 全称为 vertically aligned nanotube arrays,意为垂直排列的纳米管阵列,每平方厘米涂层约有十亿个纳米管。

▲ 黑洞就在身边. 图片来自:dezeen
它黑得如此出众,正是因为均匀分布的纳米管结构,光粒子进入就会被吸收,极少数被反射的也会撞到纳米管顶部。
眼前两个完全相同的青铜雕像,当其中一个涂上 Vantablack,直接从三维变成二维。你凝视的不是黑色,而是深渊。

在白涂料 1.0 问世时,研究人员曾拿它对照 Vantablack。毕竟,一个黑得傲视群雄,一个白得独领风骚。
当时还有一段和 Vantablack 相关的插曲:有人提醒研究人员小心 Anish Kapoor。
Anish Kapoor 是一位英国艺术家,他在 2016 年拿下了 Vantablack 的艺术权,只有他能将其用于艺术目的,因此在艺术界臭名昭著。
对此反应激烈的是另一位英国艺术家辛普尔 Stuart Semple,他在一气之下研制出「粉的粉」颜料,并在网站上挂出,任何人都可以购买,除了 Anish Kapoor。

近,一位日本网红想要挑战「世界上黑的房间」,但又买不到 Vantablack,所以退而求其次买了吸光率 99.4% 的涂料「真黑色无双」(《真三国无双》:打钱)。


他还把自己完全涂黑,无缝 cos 柯南里的黑衣人。

但现在 Vantablack 也不是黑的了。2019 年,麻省理工开发了一种吸收 99.995% 可见光的材料,妙的是科学家们与艺术家 Diemut Strebe 合作,让它以一颗钻石的形式亮相。
当闪亮的「石头」遇上吸光的材料,价值 200 万美元的天然黄色钻石完全隐入黑暗,所以被命名为「虚荣的救赎」(The Redemption of Vanity)。

▲ 图片来自:the-redemption-of-vanity.com
Diemut Strebe 和麻省理工还在钻石旁写道:「该项目也可以视作反对 Anish Kapoor 购买 Vantablack 艺术权的声明。我们使用了不同的碳纳米管成分,任何艺术家都可以使用。」
艺术和美学之外,黑的黑主要用于对反射光容忍度极低的表面,比如天文望远镜、微型卫星、恒星跟踪器、红外传感器,还被认为可以用于隐形飞机。

▲ NASA 也在研究太空超黑材料.
Vantablack 的开发公司曾提议,在博物馆中将白的白与黑的黑一起展示,为了不违背和 Anish Kapoor 签订的艺术权,他们还强调「这不是艺术」,而是出于「教育目的」,展示给那些对光明和黑暗极端背后的科学感兴趣的人。
「科学可以为艺术创造媒介,艺术也可以回馈科学。」从白的白到黑的黑,科学家的调色板,同样影响着人类的未来。
拓展知识:三国杀化妆品排行榜新
这款产品也有些年头了,发兔周围就有很多人在用它,果是真的很不错,现在的芦荟胶牌子越来越多,但是发兔觉得,还是牌子的好用。它的质地是透明胶状,的水润,涂抹在脸上也很轻薄。祛疤果很好,重点是它的价格真的很便宜了。
盘点那些被低估的国货
谁家国货没有几个好用的产品,咱们中国也不少,今天就给大家说5个自带光环的化妆品,果好,价格实惠,用过没有说不好的,不用网红推荐,不用明星推荐,因为靠着过硬的质量,凭本事吃饭。
1 百雀羚水嫩倍现精华水
光环指数:★★★★★
百雀羚有国货的光环,就拿这款水嫩倍现系列的来说,这个系列的产品保湿并且也都很清爽,质地尤其是和痘痘肌。百雀羚性价比高的一个系列,好用又实惠。如果只追求补水的话十分推荐,而且冬天部分混干皮用着清爽也不粘腻。
2 宣致蜗牛原液精华
光环指数:★★★★★
中国河南黄河流域有着天然的温度和湿度,是公认的天然蜗牛原液主产地。韩国伊思和法国娇润诗等很多国际都是进口的河南的蜗牛原液,天然蜗牛原液被称为护肤黄金液,深层修护紧致肌肤,修复痘印收缩毛孔果的好,用了一段时间,你一定知道它是目前国货里超值好用的。
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作为一款维E乳它在快速为肌肤补水,改良皮肤干燥的果真的是杠杠的。尤其是在换季的时候,早晚涂抹真的完全不会再出现干裂皮肤的现象。它还可以当成身体乳、护手霜使用。
4 芦荟胶
光环指数:★★★★★
国产的芦荟胶一直用这个,用起来吸收很快,补水舒缓肌肤,如果有小痘痘用这个很不错。
5 蜂花护发素
光环指数:★★★★★
蜂花的护发素,价格实惠又好用,其他都不知道说它什么好。
这5款产品,可以说是咱们国内化妆品的拿手好货,基本上没有做过什么广告,但是口碑都是靠大家说出来的,果好,价格低,国货之光,良心产品。