悉尼纳米科学中心的屋顶是白色的。不是那种刚粉刷过的白墙：而是纯白。这种白色似乎吸收光线而不是反射光线。即使在冬季，澳大利亚的阳光依然炙烤着屋顶，但屋顶表面依然冰冷。比周围的空气还要冷。冷得多。即使在阳光最强的时候，屋顶温度也比环境温度低6摄氏度。这不是魔法，而是物理原理。而且这不仅仅是降温：每天早晨，实验面板上都会凝结水珠。露水。空气中的水汽凝结而成。天气好的时候，每平方米每天大约有390毫升的露水。一种能够产生水汽的反射涂料。18个月前，这听起来简直像个笑话。
反光涂料如何捕捉水滴？
研究人员悉尼大学 他们开发了一种纳米工程涂层，可以同时实现两个功能。 第一，它能反射97%的太阳辐射。第二，它能通过被动辐射冷却，主动将剩余热量辐射回太空。结果是表面温度会低于周围环境。温度低到足以使水蒸气凝结，就像淋浴后浴室镜子上发生的现象一样。
大多数市售白色涂料都使用二氧化钛作为主要颜料来反射紫外线。 它们的最高反射率可达 80-90%。 普渡大学这是我们几年前讨论过的话题， 达到98,1% 使用硫酸钡。这种新的澳大利亚配方采用了不同的方法：它利用结构而非颜料。
衬里由……制成 聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）这是一种多孔聚合物。材料内部微小的气孔能将阳光散射到各个方向，而不会产生眩光。它不含任何会随时间降解的紫外线吸收化学物质，仅仅是一种有效的物理结构。
赵明技术经理 露点创新 以及第一作者 一项发表在《先进功能材料》上的研究，解释：
“我们的设计通过其内部多孔结构实现了高反射率，确保了耐用性，同时避免了颜料涂层带来的环境问题。通过去除紫外线吸收材料，我们利用漫反射防止眩光，从而克服了传统太阳反射率的局限性。”
反光涂料，经澳大利亚阳光照射6个月
研究团队在悉尼纳米科学中心的屋顶安装了实验用太阳能电池板。他们需要进行长达六个月的持续测试，并逐分钟收集数据。测试条件极其艰苦：澳大利亚的阳光是世界上最强烈的阳光之一。 但涂层完好无损，没有出现任何劣化迹象，性能也没有下降。
一年中约有32%的时间会形成露水。在最佳条件下，每平方米的露水收集量可达390毫升。平均而言，一个12平方米的住宅屋顶每天可以收集约4,7升水。 澳大利亚标准的、较大的屋顶在天气好的时候可以装下 70 升水。
水滴在表面形成，由于表面涂有抗紫外线涂层，水滴会滑向收集点。标准的雨水收集系统还可以收集冷凝水。在悉尼，年平均降雨量约为一米，雨水量是冷凝水量的六倍。 但在干旱地区，情况就大不相同了。
但它在沙漠里也有效吗？
基亚拉·内托，教授悉尼大学 研究主管澄清了一个误解：
虽然潮湿的环境最理想，但在干旱和半干旱地区，夜间湿度增加也会导致露水形成。露水的作用并非取代降雨，而是补充降雨：在其他水源匮乏时提供水源。
它就像一台被动式除湿机。即使在沙漠地区，夜间相对湿度也会升高。屋顶冰冷的表面会吸引水汽并使其凝结。虽然用水量不大，但对于高价值园艺、降温喷雾系统，甚至氢气生产（每生产1公斤氢气大约需要9升水）来说，都能起到一定的作用。
反光涂料，从实验室到涂料滚筒
如前所述，在悉尼测试的原型机使用的是PVDF-HFP材料，这种材料存在一些环境问题。 露点创新这家初创公司于2022年获得了大学的授权，目前正在开发一种性能相近的水性配方。该配方可使用标准滚筒或喷枪进行涂刷，价格与标准高档涂料相当。
佩尔赞·梅塔，CEO 露点创新， 他说：
“我们很荣幸能与悉尼大学合作，通过类似涂料的涂层，实现被动式大气水收集的突破性技术。这是一种可扩展的零能耗解决方案，可以将屋顶和偏远地区的基建设施转变为可靠的清洁水源。”
据报道，预计在2030年之前实现商业化。 塞巴斯蒂安·普福特施 的 西悉尼大学他虽然没有参与这项研究，但一直密切关注着这些进展。“冷屋顶”涂料的市场正在增长，这项技术带来了一项切实的优势：不仅能减少热量，还能增加水分。
不仅能保护，还能生产
城市屋顶吸收热量，加剧“城市热岛效应”，使城市气温比农村地区升高 1-13°C。 这种覆层不仅可以降低建筑物内部温度，还可以减少城市的整体热足迹。 在隔热性能良好的建筑物中，对高层的影响可能较为有限。但在大多数隔热性能较差的澳大利亚住宅中，益处将立竿见影。
还有水。水量不大，但持续不断，而且规律可循。 即使不下雨，它也具有收藏价值。在水资源短缺日益严重的今天，每一升水都至关重要。内托教授总结道：“想象一下，屋顶不仅能保持凉爽，还能生产淡水。这就是这项技术的意义所在。”
它并非解决气候危机或干旱的最终方案，但却是向前迈出的切实一步。这种屋顶不仅能为房屋供暖，还能为房屋服务。这种多功能设计或许值得我们考虑。
