自发光城市

文│沈浩浩

伦敦欲用6年的时间建设成一个明亮的环境友好型城市，在该计划实施的第3年，伦敦朝着这一目标又近了一步。伦敦正在计划将一种喷涂光涂在树木和建筑物表面。它能吸收空气中的粉尘，合成磷光，在夜间照亮整个城市，从而减少碳排放，保护城市环境。

该方案的目的不仅为保护城市环境，而且旨在提高因全球变暖和城市人口增加而倍感焦虑的人们的生活质量。该工程主要由英国奥雅纳工程顾问公司负责，而产品的来源则是由伦敦西南部的萨里郡的“Pro-Teq”公司生产了一种名为“星河喷雾”产品。该产品被用于涂在固体的表面，涂层中包含的颗粒状物体能在白天吸收太阳光，然后在夜间发出柔和的蓝色光。

奥雅纳公司发表声明称：“星河喷雾”的应用，能够减少公园和街道复杂光照设备的使用。同时，还能保证其引入光照的安全性。另一个好处就是，它的非反射和相对较低的强度不会增加光污染。当前，“星河喷雾”荧光技术正在剑桥“Christ's Pieces”公园的公共街道上进行应用测试。

用自发光材料点亮城市和街道，美化城市的同时达到减排目的，目前在欧洲非常盛行。荷兰阿姆斯特丹政府，在今年与一名艺术家与土木工程公司合作，在一条500米长的高速公路上涂上一种涂料，能在夜间没有街灯照亮下自动发光。这种发光涂料在白天时会吸收日光，晚间就能释出绿光约8小时。

该智能道路除了发光材料还采用了另一项技术，即温度响应动力学涂料。这种涂料还能感知温度的变化并在公路上出现相应的天气标志，比如当气温下降到一定温度时，路面就会出现雪花图案。这个材料和设计被荷兰设计奖评委会称赞为“最棒的未来概念”。

而早在去年起，荷兰公路的行车线便已经采用光致发光涂料，白天时利用阳光充电，夜晚为道路提供照明，照明时间可达到10小时。

在不同温度下，让发光的涂料呈现不同的颜色，这类研究，日本人更为出色。今年年初，日本研究人员利用特殊的稀土金属，开发出一种高性能变色发光涂料。在-100℃～250℃范围内，涂料色彩随温度升高会由冷色调向暖色调过渡，通过测定发出光线中红绿两色比例，能精确测量小至1℃的温度变化。

值得骄傲的是，全球第一家提供发光涂料并广泛应用的制造商是一家中国企业——大连路明集团。1993年美国世贸大厦地下车库遭遇炸弹袭击，大楼内供电系统遭到破坏，虽然有应急系统，但还是一片混乱，用了6个多小时所有人员才从楼内撤出。这个教训让世贸大厦在全球范围寻找可以自发光的材料，通过在美国的代理商，路明几乎没有竞争对手，顺理成章地成为世贸的供应商。

2001年9月11日，在遭到恐怖袭击后，世贸大厦1.8万多名员工依靠7年之前涂抹在应急通道楼梯扶手上的自发光材料，用1个半小时从大厦中成功逃生。2个小时之后，世贸大厦轰然倒塌。悲剧过后，大连路明和它的自发光材料一下成了英雄，这让本来不温不火的自发光材料市场突然变得火爆异常。路明接到大量的订单的同时，市场上一夜之间多了上百家竞争对手，全球仅2001年一下子就冒出700多家自发光材料厂商，自发光材料的研究开始进入鼎盛时期。

时至今日，自发光材料开始集中出现，技术也取得了长足的进步。尽管路明集团目前的重点已经转向LED，但其生产自发光材料已经更新换代到第9代，吸收10分钟光线后可以在黑暗中发光12小时，而高端产品的发光时间可以长达7天。这种蓄光型稀土自发光材料，能应用在陶瓷、塑料、纤维、玻璃、涂料、塑料等多种材料中。

而前述的荷兰采用的发光涂料和点亮伦敦的“星河喷雾”，材料的基础来源于稀土。稀土元素由于其具有特殊的化学活性，可广泛的应用于稀土涂料中。目前已发现的稀土在涂料工业中的应用可主要归纳为用作催干剂、稀土固化剂、稀土颜料、稀土保温涂料等。

许多蓄光型自发光疏散指示标志，或蓄光型涂料，都是利用稀土元素激活的碱土铝酸盐、硅酸盐制造而成。基本都能达到一般室内光线下自然吸光30分钟即可在夜间暗处持续发光12小时以上的效果，过程可以永久反复，且发光材料无毒无害，无放射性。

中国在自发光材料的技术研发上，并不逊色于其他发达国家，只是在城市需求上，因环保概念尚未深入人心，无论是技术的应用，还是市场的规模，均有很大的局限性。

在中科院长春光学精密机械和物理研究所的一份测试报告中显示，佛山一家名为明可丽尔的公司，研发的发光陶瓷在光照结束后的数小时内，都能保持足够的发光量。而在黑暗中，发光陶瓷的亮度几乎等同于手机屏幕的亮度。

这显然要比前述“微照明”的案例要显得高级很多。稀土是研制发光陶瓷必不可少的原料之一，这意味着发光瓷砖的价格必然比普通产品要高出许多。目前发光陶瓷产品市场价在500～600元每平方米。

据明可丽尔公司的总经理李永强介绍，这种在行业中被当成代表着环保节能方向的新型产品，国内环保意识淡薄，同时价格较高，在国内却卖不了几块。由于市场的需求不大，目前明可丽尔在发光陶瓷还未能实现规模化生产。“我们99%的产品是卖往国外的，即使有国内采购商来，也是因为国外客户对他们有要求。”

国家统计局的资料显示，国内建筑能耗约占全国总能耗的30%，照明能耗作为建筑的第二大能耗项目，约占建筑总能耗的35%。目前在国内的高层建筑楼梯、地铁等建筑的应急照明指示仍然是传统的电能照明式。由射灯照明的大型广告牌，一年的电费在10万—20万元。发光陶瓷对此完全可以起到替代作用，以实现节能环保的效果。

据李永强介绍，通过二次烧制在陶瓷薄板外层再形成一层发光陶瓷层，用于铺贴建筑外墙，可实现晚上不用开灯的节能效果。所以，该产品最直接的应用，应该在建筑领域。

伦敦的“星河喷雾”效果展示