最白的白，最黑的黑，可能是最粉的粉，以及從未見過的藍_風聞

撰文 | 小莊

4月15日，普渡大學西拉斐特分校機械工程學院和伯克納米技術中心的阮修林教授團隊宣佈，他們製成了一種世界上“最白的白色顏料/塗料”，陽光反射率達到98.1%。這比同一團隊去年10月達到的95.5％又有了明顯的提升。

説起來，發明該塗料的初衷，是為了對抗日益嚴重的全球變暖。從上個世紀70年代起，科學家們就在思考能夠替代能耗和污染都大的製冷設備——空調——的解決方案。很顯然，如果我們能夠把投射到房屋表面和周圍的陽光都反射回去，就會產生降温的效果，這被稱作輻射製冷，是一種被動式製冷技術。

普渡大學的研究者阮修林在展示他們的最白白顏料

相關領域的研究持續了幾十年，卻沒有取得大家所期望的突破。在這場挑戰中，許多被給予厚望的材料選手都紛紛敗下陣來。比如不少人都熟悉的氧化鈦，一種會被添加到防曬霜等美白化妝品中的顆粒，白則白矣，卻是一場虛白——它在紫外波段的反射並不盡人意，對陽光能量的總反射率最高不會超過91%，所以塗了氧化鈦的表面在陽光下暴曬的話依然會慢慢發熱。為了達到更高反射率，科學家們還試過聚乙烯氣凝膠和脱木質素木材，不過這些方法不僅在工藝上更復雜，可應用性方面也大打折扣。

而普渡大學團隊在試過上百種材料之後，最終鎖定了硫酸鋇，通過反覆測試不同顆粒度的硫酸鋇的反射率，他們發現，讓粒徑分佈在一個區間內能夠達到最寬的反射譜，從而使得其冷卻效率大大提升。據估算，使用最佳配比（體積濃度為60%）的硫酸鋇丙烯酸塗料覆蓋約1000平方英尺的屋頂，可以獲得的製冷功率相當於10千瓦的冷卻功率，比大多數房屋使用的中央空調都更要強大。

這項突破發表在了上《美國化學學會應用材料與界面》期刊上，很快引起一些媒體的注意而獲得不少報道，引來一片稱讚的同時，也有不少有識之士發出呼聲，説一定要保證讓Anish Kapoor離它遠一點。

怎麼回事呢，Anish Kapoor又是誰？這就涉及到前幾年藝術界的一段著名公案了。

2014年，英國技術公司Surrey NanoSystem聲稱他們發明出了世界上最黑的黑色材料，叫做Vantablack，可以吸收投射到其表面的99.96％的光。如果把它塗敷到一個立體表面，就會造成一種二維化的效果——輪廓立刻消失在視野中（材料世界的二向箔有沒有）。關於這一點，你感受一下下面兩個青銅塑像就能get到了，它們是一模一樣的，但右邊那個表面上了一層Vantablack。

Vanta其實是vertically aligned nanotube arrays的首字母縮寫，意思就是垂直排列的碳納米管陣列，所以Vantablack的黑，説到底是來自於均勻分佈的納米管結構——每平方釐米塗層上大約排列着十億個納米管，既不會太稀疏，也不會太密集，這樣就能夠保證光子都投射到“管”裏面並被它們吸收掉。而那逃出去的0.04%，應該就是撞擊到碳納米管最頂部並且有角度跑出去的少之又少的極小部分。

如果把Vantablack和其他黑色表面並排放置在一起，它們看起來反倒是更偏灰色的，質感有點像天鵝絨。它的主要用途，是用在一些對於反射光容忍度超低的表面，比如天文望遠鏡和人造衞星黑體校準設備。2015年12月，它首次在歐洲發射的微衞星上完成太空處女秀。此外還被認為會出現在隱形飛機上。

製造商很快就用它製成了名為Vantablack S-VIS的可噴塗塗料推向大眾市場，這時候，印裔英籍藝術家Anish Kapoor就強力介入了，他不知道用了什麼話術，居然説服了Surrey NanoSystem把這種顏料單獨授予他使用——沒錯兒，全世界的藝術家只有Kapoor一個人可以以Vantablack S-VIS進行創作。然後他首先和製表商MCT合作生產了限量版手錶，在後錶盤和分針都塗敷了這種塗料。Kapoor這一行為實在是太獨（損）了，激怒了很多同行，以至於另一位藝術家Stuart Semple立刻採取了抗議行動，他站出來説自己創造了“世界上最粉的粉色”顏料，每一個人都可以使用，就除了Anish Kapoor。

在“最粉的粉色”售賣頁面上，赫然標着這樣一段聲明：將本產品添加到購物車，即表示您確認自己不是Anish Kapoor，並且與Anish Kapoor沒有任何關係，不代表Anish Kapoor或Anish Kapoor的聯繫人購買此產品。據您所秉持的知識、信息和信仰，該塗料不會落入Anish Kapoor的手中。

Kapoor又是如何回應呢？他在Instagram上貼了一張豎着中指的照片，指頭上沾着來自“最粉的粉色”顏料的粉末……

Anish Kapoor對Stuart Semple的回應

這淘氣的舉動可沒把Semple氣炸，他在推特上強烈譴責了把顏料提供給Kapoor的人，並表示要抗議到底，此後他繼續推出了“最黃的黃”“最閃的閃”（一種blingbling珠光粉似的顏料）……來抵制Kapoor。

“最黑的黑色”VS“最粉的粉色”一段公案就介紹到這裏，對於這次“最白的白色”會不會落入Kapoor，我本人覺得應無大虞，畢竟做出了非同凡響的材料的科學家們還是希望他們的成果能夠被最大化享用。舉個例子，俄勒岡州立大學Mas Subramanian教授團隊的“YInMn藍”，就是一段美好的佳話。

Mas Subramanian教授在展示他們的美妙“YInMn藍”

這種異常明亮的藍色顏料之所以如此命名，是因為它是釔、銦和錳三種金屬的氧化物融合到了一起而成，其分子式為YIn1-xMnxO3。從結構上來講，是一種三角雙錐晶體，如下圖所示：

由於成分中的幾種金屬氧化物能夠有效地吸收紅光和綠光，並反射藍光，從而使其呈現出一種特別的藍色。隨着銦:錳的比值不斷增高，它還會呈現出如下顏色變化——

它的出現，其實是實驗室裏的一次無心插柳。2009年，Subramanian的研究生Andrew Smith通過將氧化錳加熱到大約1200°C來探索其電子性能。然而從爐子中出來的不是一種高效的新穎電子材料，卻是一片藍糊糊。教授本人知道這件事後，敏鋭地感覺到，這是件好事。為什麼呢？因為對於人類來説，藍色顏料很珍貴。在歷史上很長一段時期內，藝術家想要獲得藍色，都需要付出不小的花費。它是最難製造的顏色之一，且在很多情況下都很容易褪色，因此，人們一直在尋找一種優質，耐久的藍色。

接下去的物理性能測試顯示，這種新的藍色材料在紫外區具有高吸收率，在近紅外區具有高反射率，在穩定性方面優於之前經常被使用的鈷藍（CoAl2O4），於是Subramanian決定把它推向顏料市場，最終獲得了成功，不少藝術家都開始使用它。

2018年，日本福島縣相馬市在福島核電站發生泄漏七年後宣佈再次開放，重啓開幕式上有一個音樂會舞台，上面裝飾着沙灘旗和大幅背景畫，就是由“YInMn藍”繪製的，這是東京歌手兼作詞人兼吉他手Fukiko Nakamura提出的建議，並最終被採用，這種“永不褪色的藍色”帶着它背後的科學精神，給參加活動的人們帶來了振奮人心的鼓舞，畢竟，這是200年來第一次——我們，終於又在實驗室中合成了一種無機藍色顏料。

相馬市重啓的開幕式音樂會上，“YInMn藍”主題十分顯眼