用阳光冷却房子

粗粗一听，似乎是天方夜谭。阳光照射只会让房子更加炎热，怎么还能冷却呢？

别急，这需要用到一种高科技涂料。虽然涂料分子会吸收太阳光的光子，但与此同时，又会自发地发射能量更高的光子;既然发射的能量比吸收的多，温度自然就降下来了。

其实，这项技术借鉴了激光冷却的工作原理。人类目前所达到的最低溫度，是通过激光冷却实现的。实验室用激光冷却，降温幅度可达150℃。

据说，这款涂料的发明者最初也想用激光冷却。不过，在你家屋顶安装一台激光器显然并不现实，所以他们想把材料做成在阳光下也能工作。可是又遇到一个问题：太阳光的波长范围显然比激光要宽很多。换句话说，比起激光来，太阳光的纯度太差。

最后，他们攻克了这个难关。他们研制出的这种涂料，分外层和内层。外层可把一些波长的太阳光过滤掉，相当于提高了纯度;内层则能吸收太阳光光子，并发射能量更高的光子;这样就能把自身冷却到低于环境温度。

你或许会问：内层材料为什么吸收了太阳光子后，反而能发射能量更高的光子？能量岂不不守恒了？

道理是这样。内层材料的分子按能量从低到高有这样三个能级：能量最低的基态能级A，能量次高的激发态能级B，能量最高的激发态能级C。当材料分子从周围环境中吸收热量之后，从基态能级A跳到了激发态能级B。激发态能级B吸收了太阳光光子之后，又跳到了激发态能级C。但激发态能级C是不稳定的，它自动发射一个光子后，返回到基态A。它所发射的光子能量是C、A两个能级之差，所以能量自然要比吸收的光子高。材料分子回到基态之后，又吸收周围的热量……把上述过程重演一遍。这样，周围的热量不断被吸收，然后持续以光子的形式发射出去，起到了冷却的作用。

该涂料已经在实验室通过了测试。只要有太阳光照射，它就能持续地冷却。屋顶使用了这种涂料之后，与没用涂料相比，最頂层可降低10℃。不过，它并不便宜，100平方米的涂料成本需要300美元。

该涂料还可以用在太空上。你或许会说，太空已经够寒冷的了，用得着吗？确实，在太空中没有热量来源的地方是很冷的，但本身发热的东西却会变得奇热。这是因为太空中没有空气对流，热量不容易散发出去，光靠热辐射散热是很缓慢的。比如为了散热，国际空间站使用反光布来抵挡太阳辐射，而在内部，则用热交换器把电子设备产生的多余热量排出去。但如果在空间站外表敷上一层这种涂料，那就可以直接用太阳光来冷却内部设备了。