Naukowcy stworzyli super białą farbę, która jest yin do yang Vantablacka.
Podczas gdy ultra czarne materiały mogą dziś pochłaniać ponad 99,96% światła słonecznego, ta nowa super biała powłoka może odbijać 95,5% wszystkich trafionych fotonów.
Zamiast nagrzewać się w bezpośrednim świetle, obiekty pomalowane tym nowym materiałem akrylowym mogą pozostać chłodniejsze niż temperatura otoczenia, nawet pod słońcem, co może pozwolić na nowy, energooszczędny sposób kontrolowania temperatury wewnątrz budynków.
Inne „farby odrzucające ciepło”, które obecnie posiadamy, mogą odbijać tylko 80 do 90 procent światła słonecznego i nie mogą osiągnąć temperatur niższych od temperatury otoczenia.
„Opracowanie rozwiązania do chłodzenia radiacyjnego poniżej temperatury otoczenia, które oferuje wygodną jednowarstwową formę farby z matrycą cząsteczkową i wysoką niezawodność, jest stałym zadaniem”, mówi inżynier mechanik Xiulin Ruan z Purdue University w Indianie.
„Ma to kluczowe znaczenie dla szerokiego zastosowania chłodzenia radiacyjnego i złagodzenia efektu globalnego ocieplenia”.
W okresie letnim wiele nowoczesnych budynków opiera się na klimatyzatorach, które wypychają ciepło z wnętrza budynku na zewnątrz. To, wraz z nadmiarem ciepła generowanego przez intensywną energię wymaganą do osiągnięcia chłodzenia, przyczynia się do przekształcania miast w „wyspy ciepła”i jeszcze bardziej zaostrza globalne ocieplenie.
Chłodzenie radiacyjne to technologia pasywna, która odbija ciepło z budynku w przestrzeń, ale jest o wiele trudniejsza do osiągnięcia niż ogrzewanie promiennikowe.
Od lat siedemdziesiątych naukowcy próbują dowiedzieć się, jak odbijać wystarczającą ilość światła słonecznego, aby pasywne chłodzenie było bardziej skuteczne niż aktywny klimatyzator.
Ostatnio niektórzy próbowali nawet połączyć „odwrócone panele słoneczne”, które mogą przechwytywać część tego wychodzącego ciepła i przekształcać je w energię, nawet w nocy.
Ale w tej chwili to wciąż tylko koncepcje i nie jest jasne, czy takie urządzenia mogą faktycznie działać poza zwykłą symulacją.
Malowanie budynków mieszkalnych i komercyjnych w kolorze super białym może być bardziej wykonalnym podejściem, przynajmniej w najbliższej przyszłości.
Nowa farba akrylowa została wykonana przy użyciu wypełniaczy z węglanu wapnia o dużym stężeniu cząstek i szerokim zakresie rozmiarów, które mogą skutecznie rozpraszać wszystkie długości fal widma słonecznego.
Matryca farby ma również pik rezonansu wibracyjnego, który zapewnia odbicie dużej ilości ciepła na zewnątrz – z szybkością znacznie wyższą niż to, co mogą osiągnąć inne farby chłodzące.
Podczas dwóch dni testów terenowych w różnych lokalizacjach i przy różnych warunkach pogodowych, naukowcy przetestowali właściwości chłodzenia radiacyjnego farby i odkryli, że może ona rozpraszać 95,5% światła słonecznego, pozostając 10 stopni C poniżej temperatury otoczenia w nocy i co najmniej 1,7 stopnia C poniżej temperatury otoczenia. w południe.
W porównaniu z powierzchniami pokrytymi tą samą grubością dostępnej w handlu białej farby, obiekty pokryte farbą z węglanu wapnia utrzymywały znacznie niższe temperatury w ujęciu podczerwonym.
Co więcej, ta farba nakłada się i wysycha w podobny sposób, jest odporna na ścieranie, wodoodporna i może wytrzymać warunki atmosferyczne przez co najmniej trzy tygodnie, chociaż obecnie trwają dłuższe próby.
„Nasza farba jest kompatybilna z procesem produkcyjnym farby handlowej, a jej koszt może być porównywalny lub nawet niższy”, mówi Ruan.
„Kluczem jest zapewnienie niezawodności farby, tak aby była ona opłacalna w długotrwałych zastosowaniach na zewnątrz”.
Autorzy mówić ich farba jest „najlepszą odnotowaną wydajnością chłodzenia radiacyjnego”, chociaż przyznają, że podczas przeglądu ich wyników inny zespół opublikował papier argumentując, że farba chłodząca powinna zawierać wysokie stężenia cząstek o szerokiej przerwie energetycznej.
Sugerują również włączenie polimerów na bazie fluorowęglowodorów, które wykazują wysoką odporność na warunki atmosferyczne.
„Wiele konwencjonalnych białych farb, zaprojektowanych z myślą o trwałości, wykazuje z czasem spadek współczynnika odbicia światła słonecznego” – czytamy w innym niedawnym artykule wyjaśnia.
„Materiały takie jak spoiwa na bazie fluoropolimerów mogą zwiększyć żywotność współczynnika odbicia, a tym samym obniżyć uśrednione w roku koszty”.
Stworzenie jednowarstwowej farby, która może odbijać ciepło bezpośrednio w przestrzeń kosmiczną bez nakładania energii, byłoby ogromną wygraną w przypadku kryzysu klimatycznego, ponieważ chłodzenie jest zwykle zasilane paliwami kopalnymi i ma duży ogólny wpływ na globalne ocieplenie.
Nowa farba musi jeszcze przejść kilka testów, ale patenty zostały już zgłoszone. Nazwa nie została jeszcze ujawniona.
Badanie zostało opublikowane w Komórka raportuje nauki fizyczne.
Joanna Bator jest autorką publikującą na portalu humanmag.pl, gdzie zajmuje się tematami z zakresu aktualności, polityki, biznesu, technologii, sportu, rozrywki i stylu życia. Koncentruje się na jasnym i rzetelnym przekazywaniu informacji, śledzeniu bieżących wydarzeń oraz prezentowaniu historii i tematów istotnych dla czytelników w przystępny i zrozumiały sposób.