Ve formě nátěru odráží „nejbělější bílá“ na světě tolik světla, že se povrchy stanou chladnějšími než okolní vzduch.

• Vědci z Purdueovy univerzity vytvořili nejsvětlejší bílou, jaká kdy byla vyvinuta, ve formě nátěru.
• Tento nový nátěr může ochlazovat povrchy, na které je aplikován, což by mohlo snížit potřebu klimatizací škodících klimatu.
• Jde o druhou nejsvětlejší bílou, jakou tito výzkumníci kdy vytvořili; podle nich je to nejbější bílá, které může materiál dosáhnout.

Před několika lety vědci oznámili vývoj nejčernější černé, místa, kde barvy „zaniknou“. Šlo o Vantablack, který pohlcoval tolik viditelného světla, že z jeho povrchu se odráželo jen nepatrné množství do našich očí. (Veškerá světelná energie se rozptýlí v okolním podkladu, takže Vantablack nezahřívá.)

V článku publikovaném v roce 2021 v časopise ACS Applied Materials & Interfaces představili vědci z Purdue univerzity BaSO4 (síran barnatý) — nejbělější možnou bílou. BaSO4 je prakticky neproniknutelný pro barvy viditelného spektra. A co je lepší, pokud je to v běžném slova smyslu „velmi cool“ jako vynález, je to také „cool“ z hlediska tepelného chování.

Nejchladnější bílá

Většina venkovních nátěrů ve skutečnosti povrchy, na které se aplikují, zahřívá. Ačkoliv na trhu již existují odrazivé nátěry, odrážejí jen 80 až 90 % slunečního světla, což nestačí k dosažení chladivého efektu.

Naopak s BaSO4 se odráží 98,1 % slunečního světla. Hlavní výzkumník Xuilin Ruan uvedl v tiskovém prohlášení: „Kdybyste tento nátěr použili k pokrytí střešní plochy přibližně 1 000 čtverečních stop (asi 93 m2), odhadujeme, že byste mohli získat chladicí výkon 10 kilowattů. To je silnější než centrální klimatizace používané ve většině domů.“

Pan Ruan a jeho kolegové testovali BaSO4 pomocí termočlánků, přístrojů vysoké přesnosti, které měří napětí pro určení teploty. Zjistili, že v noci jsou povrchy s BaSO4 o 19 °F (10,56 °C) chladnější než okolní vzduch. Při silném slunečním svitu není efekt tak extrémní, ale přesto je působivý: ochlazení o 8 °F (4,4 °C).

Výzkumníci dokonce zjistili, že nátěr funguje i za chladného počasí. Při testu během dne s 43 °F (6 °C) byla plocha natřená BaSO4 na 25 °F (-3,8 °C). Jejich testy také naznačují, že BaSO4 je dostatečně odolný pro venkovní použití.

Výzkum v oblasti radiativních nátěrů pro chlazení sahá do 70. let, ale tým pana Ruana pracuje na BaSO4 teprve šest let. Během této doby analyzovali více než 100 odrazných materiálů a testovali je v přibližně padesáti experimentálních formulacích.

Hlavní autor, postdoktorand Xiangyu Li, vysvětluje: „Prohlédli jsme si různé komerční produkty, prakticky vše, co je bílé. Zjistili jsme, že použitím síranu barnatého lze teoreticky dosáhnout velmi, velmi odrazivých produktů, což znamená, že jsou velmi, velmi bílé.“

Nejbělější bílá vyvinutá tentýž tým minulé podzimní období měla základ v uhličitanu vápenatém, sloučenině běžně se vyskytující v lasturách, horninách a křídě na tabuli.

Tým do nátěru vložil co nejvíce drobných částic BaSO4. Li vysvětluje: „Ačkoli je vyšší koncentrace částic žádoucí pro zajištění bělavosti, koncentraci nelze příliš zvyšovat. Čím je koncentrace vyšší, tím snadněji nátěr praská nebo se olupuje.“

Dalším faktorem, který činí formulaci BaSO4 týmu tak odrazivou, je to, že výzkumníci použili částice síranu barnatého různé velikosti. Při odrážení světla má velikost velký význam.

Joseph Peoples, spoluautor a doktorand, vysvětluje: „Vysoká koncentrace částic různých velikostí dává barvě nejširší spektrální rozptyl, což přispívá k nejvyšší odrazivosti.“

Metoda formulace použitá týmem je kompatibilní s výrobou komerčních nátěrů.

Purdue podala patentovou přihlášku na BaSO4, ale jeho komercializace zatím není plánována.

Čím dřív ho uvedou na trh, tím lépe. Klimatizace v současnosti představuje 12 % spotřeby energie ve Spojených státech. Navíc mnoho klimatizací používá hydrofluoruhlovodíky (HFC). Ačkoli HFC tvoří jen malé procento skleníkových plynů, zadržují teplo tisícekrát více než oxid uhličitý.

BaSO4 tak může hrát roli v boji proti globálnímu oteplování tím, že sníží spotřebu energie a emise HFC.

Tento článek od Robby Berman Byl původně publikován na Big Think v dubnu 2021. Aktualizován v srpnu 2022. Přeloženo artofroof.com v dubnu 2023. Zdroj