Õlipõhises vormis peegeldab maailma „kõige valgem” valge nii palju valgust, et pinnad muutuvad külmemaks kui ümbritsev õhk.

• Purdue ülikooli teadlased lõid seni valgeima valge värvi kujul oleva katte.
• See uus värv võib jahutada pindasid, millele seda kantakse, vähendades seeläbi kliimale kahjulike konditsioneeride vajadust.
• See on nende uurijate poolt loodud teise valgeim valge; nad usuvad, et see on valgeim toon, mida materjal üldse saavutada võib.

Mõned aastad tagasi teatasid teadlased maailma mustima musta väljatöötamisest, kohast, kus värvid näivad surevat. See oli Vantablack, mis neelas nii palju nähtavat valgust, et vaid väga väike osa selle pinnalt tagasi meie silmadele peegeldus. (Kõik valgusenergia hajub ümbritsevasse aluspinda, nii et Vantablack ei kuumene).

2021. aastal ajakirjas ACS Applied Materials & Interfaces avaldatud artiklis esitles Purdue ülikooli teadlaste meeskond BaSO4 (baariumsulfaat) – maailma valgeimat valget. BaSO4 on praktiliselt läbimatu nähtava spektri värvide jaoks. Veelgi enam, kui see on slängis „väga lahe” leiutis, on see lahe ka soojuslikust vaatenurgast.

Kõige külmem valge

Enamik välisvärve soojendab tegelikult pindasid, millele neid kantakse. Kuigi turul on juba olemas peegeldavad värvid, peegeldavad need päikesevalgust vaid 80–90%, mis ei ole jahutava efekti saavutamiseks piisav.

BaSO4 puhul peegeldatakse aga 98,1% päikesevalgust. Peauuringute juht Xuilin Ruan ütles pressiteates: „Kui kataksite selle värviga umbes 1 000 ruutjalga (u 93 m²) suuruse katusepinna, hindame, et võiksite saavutada umbes 10 kilovati jahutusvõimsust. See on võimsam kui keskmiste majade keskkondlikud konditsioneerid.”

Ruan ja tema kolleegid testisid BaSO4 termopaaride abil — kõrgteravuslike seadmetega, mis mõõdavad pingeid temperatuuri määramiseks. Nad leidsid, et öösel on BaSO4 pinnad keskmisest õhust 19°F (10,56°C) võrra jahedamad. Tugeva päikese käes ei ole efekt nii äärmuslik, kuid siiski muljetavaldav: 8°F (4,4°C) jahenemist.

Uurijad leidsid isegi, et värv toimib külma ilmaga. Ühel katsel, mil päev oli 43°F (6°C), oli BaSO4-ga kaetud pind 25°F (-3,8°C). Nende katsed näitavad ka, et BaSO4 on piisavalt vastupidav välitingimustes kasutamiseks.

Radiatiivse värvi jahutuse uurimistööd ulatuvad 1970. aastatesse, kuid hr Ruani meeskond töötab BaSO4-ga alles kuus aastat. Selle ajal on nad analüüsinud üle 100 peegeldava materjali ja testinud neid umbes viiekümnes eksperimenteeritud koostises.

Peauurija, järeldoktor Xiangyu Li selgitab: „Uurisime mitmesuguseid kommertstooteid, peaaegu kõike, mis on valge. Avastasime, et baariumsulfaati kasutades saab teoreetiliselt muuta tooted väga, väga peegeldavaks — see tähendab, väga, väga valgeks.”

Eelmisel sügisel sama meeskonna väljatöötatud kõige valgem valge põhines kaltsiumkarbonaadil, ühendis, mida leidub sageli kestades, kivimites ja tahvlite kriidis.

Meeskond lisas värvi võimalikult palju mikroskoopilisi BaSO4 osakesi. Li selgitab: „Kuigi suurem osakeste kontsentratsioon on soovitavam, et muuta midagi valgemaks, ei saa kontsentratsiooni liiga palju tõsta. Mida kõrgem on kontsentratsioon, seda kergemini värv praguneb või koorub.”

Veel üks põhjus, miks meeskonna BaSO4 koostis nii peegeldav on, on see, et uurijad kasutasid baariumsulfaadi osakesi erineva suurusega. Valguse peegeldamisel on osakeste suurus oluline.

Joseph Peoples, kaasautor ja doktorant, selgitab: „Erineva suurusega osakeste kõrge kontsentratsioon annab värvile kõige laiemas spektris hajumise, mis aitab saavutada kõrgeimat peegeldust.”

Meeskonna kasutatav formuleerimismeetod sobib kommertsvärvide tootmiseks.

Purdue esitas BaSO4 kohta patenditaotluse, kuid selle kommertsialiseerimine ei ole veel plaanitud.

Kuid mida varem nad selle turule toovad, seda parem. Praegu moodustab kliimaseade Ameerika Ühendriikides 12% energiatarbimisest. Lisaks kasutavad paljud kliimaseadmed hüdrofluorosüsivesinikke (HFC). Kuigi HFC-d on kasvuhoonegaaside väiksem protsent, hoiavad need tuhandekordselt rohkem soojust kui süsinikdioksiid.

Seega võib BaSO4 mängida rolli kliimasoojenemise vastu võitlemisel, vähendades energiatarbimist ja HFC-heitmeid.

See artikkel on Robby Berman Avaldati algselt Big Thinkis 2021. aasta aprillis. Uuendati 2022. aasta augustis. Tõlkis artofroof.com 2023. aasta aprillis. Allikas