Σε μορφή βαφής, το «πιο λευκό λευκό» στον κόσμο αντανακλά τόσο πολύ το φως που οι επιφάνειες γίνονται πιο ψυχρές από τον περιβάλλοντα αέρα.
- Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Purdue δημιούργησαν το πιο λευκό λευκό που έχει κατασκευαστεί ποτέ, με τη μορφή μιας βαφής.
- Αυτή η νέα βαφή μπορεί να ψύξει τις επιφάνειες στις οποίες εφαρμόζεται, κάτι που θα μπορούσε να μειώσει την ανάγκη για κλιματιστικά που βλάπτουν το κλίμα.
- Πρόκειται για το δεύτερο πιο λευκό λευκό που έχουν ποτέ δημιουργήσει αυτοί οι ερευνητές, οι οποίοι θεωρούν ότι είναι το πιο λευκό που ένα υλικό μπορεί ποτέ να επιτύχει.
Πριν από μερικά χρόνια, ερευνητές ανακοίνωσαν την ανάπτυξη του πιο μαύρου μαύρου, ενός σημείου όπου τα χρώματα «πεθαίνουν». Πρόκειται για το Vantablack, που απορροφούσε τόσο πολύ το ορατό φως ώστε μόνο μια ελάχιστη ποσότητα διέφευγε από την επιφάνειά του για να αντανακλαστεί στα μάτια μας. (Όλη η φωτεινή ενέργεια διαχέεται στο υποκείμενο υπόστρωμα, έτσι το Vantablack δεν θερμαίνεται).
Σε άρθρο που δημοσιεύτηκε το 2021 στο περιοδικό ACS Applied Materials & Interfaces, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Purdue παρουσίασαν το BaSO4 (θειικό βάριο), το πιο λευκό λευκό που υπάρχει. Το BaSO4 είναι πρακτικά αδιαπέραστο από τα χρώματα του ορατού φάσματος. Κι ακόμη περισσότερο, αν και πρόκειται για μια πολύ «κουλ» εφεύρεση με τη λαϊκή έννοια, είναι το ίδιο εντυπωσιακή και όσον αφορά τη θερμική συμπεριφορά.
Το πιο ψυχρό λευκό
Οι περισσότερες εξωτερικές βαφές στην πραγματικότητα θερμαίνουν τις επιφάνειες στις οποίες εφαρμόζονται. Αν και υπάρχουν ήδη αντανακλαστικές βαφές στην αγορά, αυτές αντανακλούν μόνο το 80 έως 90% του ηλιακού φωτός, κάτι που δεν είναι αρκετό για να επιτύχει ένα δροσιστικό αποτέλεσμα.
Αντίθετα, με το BaSO4 αντανακλάται το 98,1% του ηλιακού φωτός. Ο Xuilin Ruan, επικεφαλής ερευνητής, δήλωσε σε δελτίο τύπου: "Αν χρησιμοποιούσατε αυτή τη βαφή για να καλύψετε μια επιφάνεια στέγης περίπου 1.000 τετραγωνικά πόδια (περίπου 93 m2), εκτιμούμε ότι θα μπορούσατε να πετύχετε ισχύ ψύξης 10 κιλοβάτ. Αυτό είναι ισχυρότερο από τα κεντρικά κλιματιστικά που χρησιμοποιούνται στις περισσότερες κατοικίες."
Ο κ. Ruan και οι συνεργάτες του δοκίμασαν το BaSO4 με θερμοζεύγη, συσκευές υψηλής ακρίβειας που μετρούν την τάση για να προσδιορίσουν τη θερμοκρασία. Διαπίστωσαν ότι τη νύχτα οι επιφάνειες με BaSO4 είναι 19°F (10,56°C) πιο δροσερές από τον περιβάλλοντα αέρα. Υπό έντονο ηλιακό φωτισμό, το αποτέλεσμα δεν είναι τόσο ακραίο, αλλά παραμένει εντυπωσιακό: 8°F (4,4°C) ψύξη.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ακόμη ότι η βαφή λειτουργούσε και σε κρύο καιρό. Σε μια δοκιμή κατά τη διάρκεια μιας ημέρας στους 43°F (6°C), η επιφάνεια στην οποία είχε βαφτεί το BaSO4 ήταν στους 25°F (-3,8°C). Οι δοκιμές τους δείχνουν επίσης ότι το BaSO4 είναι αρκετά ανθεκτικό για εξωτερική χρήση.
Οι έρευνες στον τομέα των ανακλαστικών χρωμάτων για ψύξη ξεκινούν τη δεκαετία του 1970, αλλά η ομάδα του κ. Ruan εργάζεται με το BaSO4 μόλις για έξι χρόνια. Στην πορεία, ανέλυσαν περισσότερα από 100 ανακλαστικά υλικά και τα δοκίμασαν σε περίπου πενήντα πειραματικές συνθέσεις.
Ο κύριος συγγραφέας, ο μεταδιδακτορικός ερευνητής Xiangyu Li, εξηγεί: "Εξετάσαμε διάφορα εμπορικά προϊόντα, σχεδόν οτιδήποτε είναι λευκό. Ανακαλύψαμε ότι χρησιμοποιώντας το θειικό βάριο, θεωρητικά μπορείτε να κάνετε τα προϊόντα πολύ, πολύ αντανακλαστικά, δηλαδή πολύ, πολύ λευκά."
Το πιο λευκό λευκό που ανέπτυξε η ίδια ομάδα το φθινόπωρο που πέρασε βασιζόταν στο ανθρακικό ασβέστιο, μια ένωση που βρίσκεται συχνά σε κοχύλια, πετρώματα και στην κιμωλία των μαυροπίνακων.
Η ομάδα εισήγαγε στην βαφή όσο το δυνατόν περισσότερα μικροσκοπικά σωματίδια BaSO4. Ο Li εξηγεί: "Παρότι μια μεγαλύτερη συγκέντρωση σωματιδίων είναι προτιμότερη για να κάνει κάτι λευκό, δεν μπορείς να αυξήσεις υπερβολικά τη συγκέντρωση. Όσο υψηλότερη είναι η συγκέντρωση, τόσο περισσότερο η βαφή σπάει ή ξεφλουδίζει εύκολα."
Ένας άλλος παράγοντας που κάνει τη σύνθεση BaSO4 της ομάδας τόσο αντανακλαστική είναι ότι οι ερευνητές χρησιμοποίησαν σωματίδια θειικού βαρίου σε διάφορα μεγέθη. Όταν πρόκειται για την ανάκλαση του φωτός, το μέγεθος έχει σημασία.
Ο Joseph Peoples, συν-συγγραφέας και διδακτορικός φοιτητής, εξηγεί: «Μια υψηλή συγκέντρωση σωματιδίων διαφορετικών μεγεθών προσδίδει στο χρώμα την ευρύτερη φασματική διάχυση, κάτι που συμβάλλει στην υψηλότερη ανακλαστικότητα.»
Η μέθοδος διαμόρφωσης που χρησιμοποιεί η ομάδα είναι συμβατή με την παραγωγή εμπορικών χρωμάτων.
Το Πανεπιστήμιο Purdue κατέθεσε αίτηση διπλώματος ευρεσιτεχνίας για το BaSO4, αλλά δεν έχει ακόμη προγραμματιστεί η εμπορική του διάθεση.
Ωστόσο, όσο νωρίτερα το τοποθετήσουν στην αγορά, τόσο το καλύτερο. Η κλιματισμός αντιπροσωπεύει σήμερα το 12% της καταναλωθείσας ενέργειας στις Ηνωμένες Πολιτείες. Επιπλέον, πολλοί κλιματιστικοί χρησιμοποιούν υδροφθοροάνθρακες (HFC). Παρότι οι HFC αποτελούν μόνο ένα μικρό ποσοστό των αερίων του θερμοκηπίου, παγιδεύουν χιλιάδες φορές περισσότερη θερμότητα σε σχέση με το διοξείδιο του άνθρακα.
Το BaSO4 μπορεί επομένως να συμβάλει στην καταπολέμηση της υπερθέρμανσης του πλανήτη, μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας και τις εκπομπές HFC.
Αυτό το άρθρο του Robby Berman Δημοσιεύθηκε αρχικά στο Big Think τον Απρίλιο του 2021. Ενημερώθηκε τον Αύγουστο του 2022. Μετάφραση από artofroof.com τον Απρίλιο του 2023. Πηγή
