本文来自微信公众号： 自然系列 ，作者：Nature Portfolio
新型建筑材料能做到室外越热，室内越凉。
这个夏天，欧洲和亚洲大部分地区都被破纪录的高温“炙烤”，大家的话题集中在一个最常见的防暑方式：更多空调。虽然在美国、日本、澳洲等高收入国家很普遍，但空调在欧洲和低收入国家的家庭却不是“标配”。研究人员指出，开空调的费用不低，耗能巨大，且会产热，所以挨家挨户装空调并不是答案。他们指出，过去几年里材料学的进展能让房屋被动冷却，绕开这些弊端。
《自然综述：清洁技术》（Nature Reviews Clean Technology）近日发表的一篇综述[1]指出，房屋降温占到了全球用电量的近10%。随着高温天数变多，强度增强，持续时间更久，这个比例预计还将上升。2050年，给全球房屋降温的电力预计将比2024年的水平增长210%，而空调排放的温室气体或为同期的三倍。
该综述共同作者、澳洲新南威尔士大学的建筑研究员Matthaios Santamouris指出，空调对于在极端高温下有致命风险的人群是救命稻草，包括65岁以上老人，但这一技术存在多个缺点。气温飙升时，空调使用量大增，电力需求过旺使电网压力斗增，如果引发停电，就会危及容易受高温影响的人群。
空调还会提升城市气温，新南威尔士大学的城市气候学家Negin Nazarian说。分体式空调是指给单间房屋降温的设备，它们会将室内热量直接排到室外环境，Nazarian说，这形成了一种“恶性循环”，推升了户外气温，反而要用更多的空调才能让室内凉下来。
空调使用成本也是低收入人群用不上的原因，而这些人也更容易面临极端高温暴露的风险。比如，虽然能用电，但印度、墨西哥、印度尼西亚、巴西将有多达1亿户家庭到2040年仍用不起空调[2]。
替代方案
Santamouris说，给建筑进行被动降温——设计出能控制温度的材料——只有很少甚至没有能耗。能追踪太阳方位的自动百叶窗和窗户挡板已用于商务楼、办公室和大学。这些设备能控制进入室内的热量，减少对空调的依赖。
材料学最令人振奋的一大进展是“被动辐射制冷”（passive radiative cooling），英国牛津大学可持续降温专家Nicole Miranda说。白天，太阳以红外波的形式辐射热量，最后被暴露在外的表面吸收。当表面温度高于周围环境时，就会释放红外波。大部分波长都被大气吸收了，但“大气窗口”（波长在8-13微米的波）内的波能直接进入太空。被动辐射制冷技术便利用这一原理。比如，专门定制的涂料、玻璃、凝胶和其他建筑材料能反射这些波长，达到给建筑表面降温的目的。
科学家研发了由多层或气泡/气囊制成的材料来反射热量。比如，嵌入微米或纳米尺寸氧化硅和氧化铝球体的涂料能增强光散射，增加进入大气的热量[3]。一种涂料能将其涂抹表面的温度降低5.26°C，反射暴露在其表面的97%的太阳能[4]。
研究人员还在开发能融合辐射制冷与蒸发的材料，但大多数尚停留在原型或测试阶段。有些利用性能各异的多层结构，另一些为结合了不同颗粒的单一混合物。比如，2021年研发的一种塑料膜[5]含有一种吸水凝胶，能在夜间捕捉水蒸气，并在白天水分蒸发时吸收热量，而顶部的疏水层能通过释放热量，增强该凝胶的吸收效率和冷却能力。在阳光直射下，这种膜能使表面温度降低约7°C。
Santamouris说，其实，这些制冷材料的作用就好比空调，而且能装在屋顶，既能给室内降温，又减少了对空调的需求。
Nazarian说，目前仍需政策和指南来鼓励或要求在新建筑中使用被动制冷技术。这些技术还应与室外环境冷却方式相结合，她说，“我们要从不同角度来攻克这个问题。”
参考文献：
Santamouris,M.&Vasilakopoulou,K.Nature Rev.Clean Technol.https://doi.org/10.1038/s44359-026-00177-y(2026).
Pavanello,F.et al.Nature Commun.12,6460(2021).
Zhao,X.et al.Science 382,684–691(2023).
Hu,D.et al.Compos.A Appl.Sci.Manuf.158,106949(2022).
Feng,C.et al.Nano Energy 85,105971(2021).
原文以Air conditioning is not enough to keep people cool—can scientists find an alternative?标题发表在2026年7月22日《自然》的新闻版块上
©nature
Doi：10.1038/d41586-026-02273-2