在全球气候变暖与城市化进程加速的背景下，建筑能耗已成为世界性的难题。据统计，建筑运行阶段的能源消耗占全球总能耗的近40%，其中空调制冷能耗又占据极大比例。如何在保障人居舒适度的同时，大幅降低建筑制冷能耗，是实现“双碳”目标必须跨越的科技鸿沟。
近日，中国工程院院士、东南大学材料科学与工程学院缪昌文教授和佘伟教授领衔的研究团队，在国际顶尖期刊《Science Advances》上发表了颠覆性的研究成果。他们成功研制出一种名为“可规模化的超冷水泥超表面材料”的新型建筑材料。这项研究不仅被期刊选为首页推荐亮点，更被国际权威学术媒体争相报道，因为它可能从根本上改变未来建筑的制冷方式——让建筑本身成为一台“不用电的空调”。
一、 传统制冷之痛与“被动辐射冷却”的希望
传统空调系统通过消耗大量电能，将室内热量搬运到室外。这个过程本身就会产生额外的温室气体排放，加剧城市热岛效应，形成“越制冷越热”的恶性循环。
“被动辐射冷却”技术，为解决这一困境带来了曙光。该技术的核心原理是，地球上所有物体都在通过红外辐射与极度寒冷的宇宙空间进行热交换。如果一种材料能够高效地将自身热量以红外辐射的形式“发射”到外太空，同时又能强烈反射太阳光（避免被加热），那么它就能在不消耗任何能源的情况下，实现持续的自我降温。
然而，理想很丰满，现实却很骨感。此前开发的辐射冷却材料，如精密加工的纳米光子结构、特种陶瓷涂层或高分子聚合物薄膜，往往存在成本高昂、机械强度差、耐久性不足、难以规模化生产与施工等致命弱点，导致它们大多停留在实验室阶段，无法真正应用于庞大的建筑市场。
二、 水泥的逆袭：从“结构骨干”到“制冷大师”
面对上述瓶颈，东南大学团队将目光投向了地球上产量最大、应用最广、也是最“平凡”的建筑材料——水泥。
水泥本身具有天然的高红外发射率，这意味着它本身具备向外太空辐射热量的良好基础。但同时，普通水泥颜色深、太阳光反射率低，容易吸收热量，因此传统水泥建筑在夏日会变成巨大的“储热块”。
研究的突破点就在于：能否改造水泥，在保留其高强度、高耐久性、低成本优势的同时，赋予它极高的太阳光反射能力？
缪昌文院士与佘伟教授团队给出的答案是肯定的。他们独辟蹊径，没有采用常规的外部添加功能颗粒或涂层的方法，而是选择了 “基因编辑”式的底层材料设计。
“选好种子”：从熟料组成出发
团队首次从水泥的“基因”——熟料矿物组成入手进行筛选和设计。他们选择了特定配比的硅酸盐熟料体系作为基础，这些熟料在微观上具有形成特定光学结构的潜力。“引导生长”：构建自组装反射结构与多级孔隙
通过精密的工艺控制，在水化过程中引导熟料矿物定向生长，自发形成大量微米级的、具有高反射率的片状晶体。这些晶体如同无数面微小的镜子，层层叠叠，能够将绝大部分太阳光（尤其是可见光和近红外光）直接反射回去。
同时，材料内部还形成了从纳米到微米尺度的多级孔隙结构。这些孔隙不仅进一步增强了光散射，提高了反射率，还像“保温瓶的真空层”一样，有效阻断了外部热量向材料内部的传导。
最终，这种经过“基因改造”和“结构设计”的水泥，实现了惊人的光学性能：太阳光反射率高达96.2%，中红外热发射率高达96.0%。这意味着它几乎不吸收太阳热量，同时又能极其高效地将自身热量辐射到寒冷的外太空。
三、 实测表现：屋顶上的“清凉试验”
实验室数据令人振奋，但真实环境下的表现才是关键。研究团队在真实的屋顶场景中进行了长期户外测试。
结果显示，在阳光直射的白天，这种“超冷水泥”的表面温度可以比环境气温低4-8摄氏度；即使在夜间，也能持续辐射散热，保持低于环境温度的冷却状态。将其应用于建筑屋顶或外墙，相当于为建筑穿上了一件“永久性的、自动制冷的隔热外套”，能显著降低室内温度，减少甚至在某些气候区完全替代空调的使用。
四、 超越冷却：全生命周期的绿色革命
这项技术的伟大之处，不仅在于其卓越的制冷性能，更在于其贯穿材料全生命周期的可持续性优势。
生产阶段更低碳：该材料无需复杂的添加剂或昂贵的涂层工艺，其生产工艺与普通水泥兼容，易于规模化生产。机器学习辅助的生命周期评估表明，其生产过程中的碳排放低于传统辐射冷却材料。
运行阶段零能耗：建筑在其整个使用寿命期内，可依靠材料自身的被动冷却能力，持续节省巨额的空调电费，减少大量的运行碳排放。
耐久性与经济性：它保留了水泥材料的优异力学性能和耐久性，使用寿命与建筑本身同步，避免了其他柔性膜材料易老化、需定期更换的维护成本和废弃物问题。
这正呼应了“双碳”战略中从源头到末端全过程降碳的理念。大规模应用此类材料，有望推动建筑行业从“能耗大户”向“产能单元”甚至“负碳空间”转型。