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随着全球气温上升和水资源短缺加剧，澳大利亚研究人员开发出一种纳米工程涂料，旨在通过一笔即可解决这两个问题。
对于悉尼大学的科学家 Chiara Neto 和 Ming Chiu 来说，这些日益增长的压力激发了一个想法：一种可以冷却建筑物并从空气中收集水的屋顶涂层。
这项工作发展成为初创公司 Dewpoint Innovations，该公司成立于 2022 年，其目标不仅限于冷却涂料，而是要更广泛地重新思考基础设施的设计方式：如果整个城市的屋顶能够反射热量并收集水，它们就可以成为气候解决方案的一部分。
在全球变暖的背景下，城市正变成热岛。混凝土和屋顶吸收太阳能量，导致气温升高，从而产生所谓的城市热岛效应——城市气温普遍升高。
这是 Dewpoint Innovations 正在着手解决的第一个挑战：“我们的涂料将显著降低太阳给城市带来的热负荷，”Dewpoint Innovations 的联合发明人兼首席技术官邱说道。
为了达到这种效果，经过特殊设计的纳米材料利用一种称为被动辐射冷却的过程，反射大部分太阳能量并将热量释放回天空——使屋顶表面在不使用能源的情况下保持比周围空气更凉爽。
澳大利亚墨尔本皇家墨尔本理工大学纳米技术专家、杰出教授贾宝华（与Dewpoint Innovations公司无关）表示，典型的商业白色涂料可以反射大约70%到80%的入射阳光。
Dewpoint 的涂层在2025 年公布的为期六个月的户外试验 中，太阳反射率高达 96% 。更高的反射率意味着吸收的热量更少，使屋顶表面比周围空气温度低 6 摄氏度（11 华氏度），并减少热量传递到建筑物内。
在 2023 年底于悉尼进行的为期三个月的实地试验中，Dewpoint 的屋顶涂料比标准深色屋顶的温度低 30 摄氏度（86 华氏度），这意味着家庭制冷能源消耗预计可减少高达 34%。
对贾女士而言，这些成果预示着更广泛的应用潜力。她认为，Dewpoint公司的屋顶涂料提供了一种可扩展的方法来抑制城市热岛效应。“这项技术有望大幅降低城市环境温度，缓解热应激，并减少对空调的依赖，使其成为人口密集城市地区应对气候变化的切实工具。”她说道。
空气中的水
“当周围环境温度升高时，表面保持较低温度的一个惊人特性是，它还能促进空气中的水分在其表面凝结，”Dewpoint 首席执行官 Perzaan Mehta 告诉 洞见时报。
这与冷玻璃杯外壁形成水滴的基本原理相同。
虽然该系统仍处于研发阶段，但在早期试验中，它已证明每天可以从200平方米（2153平方英尺）的屋顶收集74升（19.5加仑）水。梅萨表示，这大约相当于在水资源更丰富的地区，一次五分钟淋浴的用水量。
梅塔表示，虽然它不能完全取代家庭的供水，但可以作为补充水源：“它有助于减轻负担，但它不是灵丹妙药。”
通过迄今为止收集的建模数据，Dewpoint 发现，要使集水有效，相对湿度至少需要达到 70% 左右——就像新加坡或南美洲亚马逊河流域等沿海热带地区的情况一样。
“在热带地区，产品性能会好得多，这也是我们看到国际市场对我们产品兴趣浓厚的原因，”梅塔说。
贾女士表示，被动式雨水收集是辐射冷却领域最令人振奋、发展最快的趋势之一。她指出，虽然其性能会受到湿度、风力和温度的影响，但持续的现场优化正在提高雨水产量的稳定性，即使在半干旱地区也是如此。
Dewpoint 认为其 雨水收集系统可以用于多种用途：收集的水可以输送到现有的雨水系统进行灌溉，或者经过过滤后用于饮用和家庭用途。
邱表示，除了对人类的应用之外，这项冷却技术还可以通过减少动物庇护所下方的热应激和在干旱时期提供水源来帮助野生动物。
2019年至2020年间，澳大利亚 遭遇干旱和极端高温，引发持续数月的森林大火，严重破坏了生态系统，影响了约80%的人口。危机期间，消防员给脱水的考拉喂水的画面，启发了邱对大气水捕获的思考。
邱说：“集水系统可以作为建设性设施部署在荒郊野外，从空气中制水，这样野生动物在需要饮用水而又找不到水的时候就能获得饮用水。”
设计应对气候变化的城市
“未来或许有一天，你可以买到这种涂料，然后把它涂在屋顶上，”梅塔说。
Dewpoint 目前正准备在澳大利亚屋顶以及可能在海外进行更广泛的涂料试验，目标是将该产品商业化，并通过澳大利亚公司 Haymes Paint 进行分销。
Haymes Paint 集团商品和产品经理 Andrew Brewer 告诉 洞见时报，他们很高兴能将这项可持续技术推向市场。
布鲁尔指出，进入一个已经成熟的行业的门槛可能很高：“项目建设者通常会选择已知的产品，”他说，并补充说，产品的采用将取决于独立验证的性能、节能效果是否足以抵消前期成本以及与标准应用方法的兼容性。
“从长远来看，随着可持续性和热管理在建筑领域的重要性日益凸显，我们预计对有助于降温的产品的需求将会增加，”布鲁尔补充道。
梅塔表示，“总的来说，我们预计价格将与功能性涂料的价格相近，功能性涂料的价格往往比普通涂料贵 50-100%。”他还指出，定价将因市场而异。
研究人员正在研发其他高反射率的超白涂料，以帮助建筑物降温并减少空调的使用。他们甚至利用机器学习技术来开发一种人工智能设计的降温涂料——这种涂料可以让建筑物在正午阳光照射下比传统涂料的温度低5到20摄氏度（41到68华氏度）。
贾女士告诉洞见时报，辐射冷却产品目前仍面临一些挑战，例如长期耐用性问题、阴天或多变天气下性能下降、前期成本略高以及缺乏标准化测试和建筑规范。但她补充说，这些问题正在积极解决，材料、设计和制造工艺的改进有望使这项技术更加可靠，并得到更广泛的应用。
贾表示，随着研究和产业化的不断推进，被动辐射冷却领域将在“城市降温、减少碳排放和保障供水方面发挥越来越重要的作用，而且无需消耗宝贵的能源或依赖人工制冷剂”。
Dewpoint 的最终愿景是让其涂料成为城市规划和发展不可或缺的一部分：“我认为，如果 Dewpoint 能成为城市规划师和建筑师未来工具箱的一部分，那将是一件非常棒的事情，”Mehta 说，“并且让像我们这样的产品成为我们思考城市设计方式的监管框架的一部分。”