中美科学家研发“光子结构水泥”可助建筑降温
2025-08-21 09:42
来源:塔斯社
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8月20日,据塔斯社报道,中国和美国科学家研发出一种新型建筑材料——“光子结构水泥”,该材料能与光和热相互作用,助力建筑物降温,相关研究成果发表于《科学进展》杂志。

谢尔盖·法代切夫/塔斯社

传统水泥和混凝土会在建筑物内积聚热量,而基于水泥的建筑材料仅能反射30%的阳光和热量,这一缺陷限制了其在热带和炎热国家的使用。为解决这一问题,由东南大学苗昌文教授领衔的中美材料科学家团队展开研发。

研究人员发现,当“光子结构水泥”硬化时,其表面会形成类似天然矿物钙矾石的特殊晶体结构。这种结构既能良好反射可见光,又能几乎完全透射光谱中间部分的红外辐射,在白天高温条件下,可将建筑物内部温度降低5摄氏度。

团队通过对水泥颗粒进行结构化改造,使其表面自然反射光线并传导热量。他们制备了一种水泥混合物,与水混合后会在建筑材料表面自发形成钙矾石晶体簇。为使其均匀分布在水泥中,研究人员创造了一种有凹口和突起的特殊硅聚合物,有助于在水泥表面形成超表面。这种人造结构由许多重复元素组成,能与光线复杂相互作用,既能反射阳光,又不会阻止热量从建筑物墙壁逸出。

为验证效果,科学家用普通水泥和“光子结构水泥”制作微型房屋模型并监测。实验显示,一天中最热时段,新材料使房屋墙壁升温从60 - 70摄氏度降至30 - 35摄氏度,建筑物内部温度下降5摄氏度。科学家称,未来该材料将显著降低房屋降温成本。

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