美国宾夕法尼亚大学杨澍教授与Kun-Hao Yu博士研究团队在《Advanced Materials》期刊发表一项研究成果，开发出一种受非洲大象皮肤启发的硅藻土-水泥复合瓷砖，通过可编程裂缝网络实现高效被动蒸发冷却。论文第一作者为Qingya Huang，发表于2026年。

研究团队将质量比为1:1的硅藻土与水泥浆料浇铸成3毫米厚样品，经过1小时预水化后在60℃下干燥，材料自发形成裂纹。硅藻土的微纳米多孔结构使水滴能够在50毫秒内被快速吸收，裂纹网络则作为毛细导管将水横向输运至整个表面。预水化过程中生成的水化硅酸钙凝胶和钙矾石针状晶体在硅藻土颗粒间形成桥接结构，使材料在反复润湿-干燥循环中保持结构完整性。50%硅藻土含量的复合材料弹性模量超过10兆帕，3天抗压强度约2.9兆帕。

研究团队通过在模具基底设计三角形脊状突起作为应力集中器，将随机开裂转化为可控的确定性裂纹图案，并进一步制备了三角形、正方形和六边形三种可密铺周期性裂纹网络。在60°倾斜条件下以固定水量测试，中等密度的六边形晶格网络实现了最高水滞留量，可将有效冷却期延长至20小时以上。

在模拟住宅屋顶模型中，研究团队将50%硅藻土六边形裂纹砖块、开裂商业灰泥砖块和无裂纹灰泥砖块置于红外灯加热条件下，热源表面温度维持42±1℃，每30分钟在屋脊处供应15.5克水。结果显示，硅藻土-水泥砖块下方温度稳定维持在约32℃，而开裂灰泥砖块下方约42℃，无裂纹灰泥砖块下方约52℃。

该方法将水泥基材料干燥收缩导致的随机开裂缺陷转化为导水保水的功能优势，为低成本、可规模化、高耐久性的建筑零能耗被动降温材料提供了技术方案。研究团队已为该技术申请专利，目前正推进更大规模的应用测试。