新发明屋顶涂料让房屋保持冬暖夏凉

　　美国科学家发明了一种屋顶涂料，温度低于25摄氏度的时候，能够允许太阳的热力穿透材料传递给房屋；超过25度的时候，会反射热力回到空中，让房屋保持凉爽。

　　这项研究成果12月16日发表于《科学》（Science）期刊。研究人员计划明年申请专利。

　　近年来的研究发明了各种隔热涂料，有的是超白油漆的形式，能够把照射在屋顶的热量反射回空中。因为大气挡不住这些波段的能量，所以这些被反射的热量可以直接进入太空。但是在冬天的时候，这些涂料也起到让房子不能被阳光加温的效果。这份新研究发明的涂料解决了这个问题。

　　这种材料的主要成分是二氧化钒。钒是一种导热性很差的金属，所以适合作为隔热材料。而这种化合物有着奇异的两面性：在常温状态下，红外线可以无障碍地穿过这种化合物；可是当它受热达到大约67摄氏度的时候，它的性能出现反向的变化，呈现反射红外线的效果。

　　但是，屋顶要热到67摄氏度才开始阻挡热量，这已经太热了。所以研究人员必须找到办法降低这个材料出现性能反转的临界温度。

　　这个研究组最后发现，通过掺杂（doping）技术向这种材料中加入钨，可以起到这个效果。掺杂是一种制造业常用的工艺，向材料内有序地引入杂质，从而有目的地改变材料的特定属性。结果研究人员成功地使这种材料在25摄氏度的时候出现性能的反转。

　　研究组拿一块4平方厘米大的材料样品，放在屋顶上进行测试。结果显示在一年四季，它都能反射75%的阳光。同时，它自身热量向外界的发散会随着温度而变化。当环境温度超过25摄氏度时，它会向天空发散90%的热量；当气温较低时，则只发散较少的热量。

　　使用这种涂料后，夏天可以减少制冷的开支；冬天也会减少取暖的开支。利用实验数据，研究人员又模拟了美国各地15种气候模式下，屋顶使用这种材料的节能效果。

　　主要研究者之一吴俊俏（Junqiao Wu，音译）说，这种材料在四季分明的地区比较有效。“在弗罗里达州、夏威夷，效果恐怕都不好。在阿拉斯加，太冷，也不行。在气候不这么极端的区域就比较有效。”他们的模拟数据显示，用上这种涂料美国家庭的电费开支平均可节省10%。

　　除此之外，研究人员表示这种材料在汽车、电子设备、卫星、帐篷或衣物上都有潜在用途。