【金川防水知识】超材料的未来在哪里？

“超材料”一词现在越来越多地出现在新闻中，通常是指经过科学家改造而带有某些秘密特性的材料。

对我们绝大多数人来说，这一主题是非常具有神秘色彩的。我们所知道的就是改变材料的某些特性可以为这种材料带来一些全新的性能。

超材料最基本的定义很简单：这些材料会被设计出原本在自然界中不存在的属性。其中的关键就在于工程设计，为了达到这个目的，科学家们必须用上从很多学科中搜集到的知识。所以研究团队的成员有电气工程师、材料科学家、光学、微波和天线工程师，以及纳米科学家等等。

超材料的概念起源于19世纪，但是对于超材料的研究都是秘密进行的，直至数十年前才公布于世。纳米技术的发展也为超材料研发打开了大门。

目前为止，超材料还没有广泛应用于建筑行业。目前超材料主要用于基础设施的监控。

然而这一情况即将发生变化，因为科学家们正在探索超材料在屋面和光伏电池方面的应用。

澳大利亚悉尼科技大学的材料科学家认为，他们已经在超材料方面取得突破，这种材料能够在炎热的澳大利亚中部地区保持低于周边气温的水平。如果他们的研究结果能够大规模用于屋面材料的工业生产，就有可能降低城市地区的热量负荷，或者说“城市热岛效应”。这样可以降低制冷的能量消耗，从而降低温室气体排放。

安格斯·金特尔（Angus Gentle）和杰夫·史密斯（Geoff Smith）在期刊《先进科学》（Advanced Science）中发表了有关他们研究的论文。

他们研究的核心就是“镀膜聚合物堆叠”。简单来说就是数层特别挑选的聚合物膜覆盖在一层金属银表面上。

澳大利亚的深色屋面在夏季会变得非常热。史密斯表示，即使是白色屋面，在吸收阳光后也会上升9至12摄氏度。经过为期9天的测试，研究者们设计的这种新型材料在澳大利亚炙热的阳光下仍能保持11摄氏度，比附近顶级的白色屋面温度更低。实际上，这种材料比周边气温还要低，因此得名“超冷屋面”。

史密斯说，这是由于新型材料只会吸收照射阳光的百分之三，同时能反射周边环境没有吸收的红外线热。

他们在产品中使用的“堆叠”由300层特别挑选的聚合物膜、金属银底层，以及较强韧的聚合物——聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）面层组成。这些层的平均厚度为110毫微米，真的是非常薄。作为参考，你可以想象一下，人类头发直径大概是60毫微米。

因此，堆叠的厚度大概为33000毫微米，即33微米，这其中包括了强韧的PET层，仍然很薄。

研究者称，悉尼科技大学目前的测试很成功，但是仍然有很多工作要做。例如，需要在不影响材料性能的前提下，降低材料的反射比，从而避免眩光。

科学家说，目前的有利条件是：产品所需的材料易于获得，而且方便大规模生产。

如果材料的测试和调整能够成功，我们或许能够更快看到超材料广泛应用于建筑行业。

不仅如此，这一材料将有可能成为屋面太阳能光伏面板甚至整个建筑行业的转折点。