2023年3月31日，据新华社报道，英国剑桥大学研究人员开发出一种彩色纳米材料，在阳光下能自发降温，用作建筑物、汽车等的表面涂层可大幅减少制冷的能耗，同时满足审美需求。
记者采访专家了解到，这一成果的亮点在于用可回收、可再生的材料来实现隔热功能，具有良好制冷效果的同时非常环保。不过对于产业化而言，新材料的成本和耐用性尚不具备优势。
目前，保温隔热材料的研发是节能降碳领域的研究热点，部分材料已初步进入产业化阶段。尽管目前这类新材料的市场占有率还不高，但一旦技术成熟度获得验证，成本符合市场预期，将有更多企业入局。也许不远的将来，普通老百姓将在各类建筑中享受这一科技成果，大大减少空调使用。
彩色纳米材料的成本和耐用性仍存局限
根据美国化学学会最近发布的新闻公报，上述彩色纳米材料由植物纤维素制成，利用纤维素纳米晶体微细结构的物理光学特性来呈现色彩，不需要色素就能呈现红、绿、蓝等颜色。
新材料制作的薄膜能达到每平方米120瓦的制冷功率，与一些家用空调效果相当。户外实验显示，在阳光照射下，薄膜下方的硅制基板温度显著低于环境温度，最多可降低9摄氏度。
“这一发现的亮点是用可回收、可再生的材料来实现隔热功能。不过，虽然纤维素的来源是天然的植物，但这并不意味着这种材料的成本会低。目前来看，纳米纤维素或者是纤维素纳米晶的成本还是比传统材料更贵。因此从应用的角度来说，这种材料目前还没有太多优势，只有将来大规模生产的话，才可能把成本降下去。”同济大学材料学教授袁伟忠说。
他还表示，纤维素作为一种天然的植物纤维，这种材料长期使用，特别是长期在室外风吹雨淋及紫外线的作用下，如何保持材料的性能，还要进一步研究。
新型保温隔热材料产业化初步启动
“实际上，为了能研制出保温隔热的材料，世界各国的很多课题组都在采用不同材料如气凝胶、石墨烯等，以及从阻隔、反射、辐射等不同热传导机理的角度进行研究。”袁伟忠说，这是应对气候危机、能源危机主题下的节能降碳研究热点。
记者从业内了解到，除了上述刚研发出的彩色纳米材料，部分具备保温隔热功能的特种高分子材料已初步进入产业化阶段。国家高新技术企业上海承一化学科技有限公司（下称“承一化学”）就致力于推广玻璃和建筑内外墙的保温隔热涂料，助力减少建筑供热制冷用能，降低建筑运行阶段产生的碳排放量。
“玻璃上涂有我们研发的特殊保温隔热涂料。通过太阳光线的阻断，热量的反射、折射与吸收，这种涂料在夏天可将玻璃边的太阳光热度降低8至15度，冬天则可抑制室内暖气热流出，提高保温效果。” 承一化学董事长张惠明说。
新材料既能解决建筑外墙（保温层）会一片片掉落的痛点，同时避免了保温板损耗间接导致建筑寿命缩短。这意味着新建建筑带来新一轮碳排放的周期将有效拉长。
目前，位于上海陆家嘴的大华银行大厦、上海中心大厦等，均是承一化学目前洽谈并实施的玻璃保温隔热项目，预计今年夏天完成改造，率先成为高层建筑低碳改造的标志性项目。
对于这种新型保温隔热涂料的产业化应用，袁伟忠认为，目前建筑通用的涂料、保温板的企业占据相对稳固的市场，新技术和产品对大型企业而言，涉及更改生产线和工艺等较高的成本，需要一个换新的过程。目前市场产品仍以传统保温材料和涂料为主，功能性涂料使用范围还不够大，验证时间也不够长。市场需求方也会对新材料、新技术的应用存在一定疑虑。
“由于新型涂料特别是高功能涂料尚未形成规模化生产，成本相对传统材料仍然较高，尤其是涉及纳米复合涂料的原材料价格更高。”袁伟忠说。
尽管当前新型涂料的市场占有率还不高，但在袁伟忠看来，在减碳压力较大的高层建筑等场景下新型涂料能充分发挥其优势，与大型企业“错位”发展。长远来看，一旦技术成熟度获得验证，成本符合市场预期，将有更多企业入局，普通老百姓都将享受这一科技成果。
