Бояу түрінде жасалған әлемдегі «ең ақ ақ» жарықты соншалықты қатты шағылыстырады, сол себепті беттер қоршаған ауадан да салқын болады.

• Пардью университетінің ғалымдары бояу түрінде жасаған ендігіге дейінгі ең аппақ ақ түсті ойлап тапты.
• Бұл жаңа бояу оны жағылған беттерді салқындата алады, бұл климатқа зиян келтіретін кондиционерлерге деген қажеттілікті азайтуы мүмкін.
• Бұл зерттеушілер жасаған ендігіге дейінгі екінші ең аппақ ақ түстің нұсқасы болып табылады; олар бұл материал жетуі мүмкін ең аппақ ақ деп есептейді.

Бірнеше жыл бұрын зерттеушілер ең қараңғы қараны — түстердің «өлетін» жерін — жасап шығарғандарын жариялады. Ол Vantablack деп аталатын материал көрінетін жарықты соншалықты жұтып алатын, бетінен тек өте аз ғана жарық қашып, біздің көзіңізге шағылатын. (Барлық свет энергиясы айналасындағы субстратта тарқатылатыны үшін Vantablack қызбайды).

2021 жылы ACS Applied Materials & Interfaces журналында жарияланған мақаласында Purdue университетінің ғалымдары BaSO4 (барий сульфаты) — ең аппақ ақты таныстырды. BaSO4 көрінетін спектрдің түстеріне дерлік өткізбейді. Тағы жақсысы, егер бұл күнделікті тілде өте «крутой» өнертабыс деп саналса, ол сондай-ақ жылулық тұрғыдан да мәнді.

Ең суық ақ

Көптеген сыртқы бояулар шынында да олар қолданылған беттерді жылытады. Нарықта шағылыстыратын бояулар бар болса да, олар күн сәулесінің тек 80–90 % аралығын ғана шағылыстырады, бұл салқындату әсерін алу үшін жеткіліксіз.

Керісінше, BaSO4 көмегімен күн сәулесінің 98,1 % шағылыстырылады. Басты зерттеуші Сюйлин Руан баспасөз хабарламасында: «Егер осы бояуды шамамен 1 000 шаршы фут (шамамен 93 м2) шатырды жаптау үшін қолдансаңыз, біз шамамен 10 киловатт салқындату қуатын алуға болатынын есептедік. Бұл көп үйлерде қолданылатын орталық кондиционерлерден қуаттырақ», - деді.

Руан мен оның әріптестері BaSO4-ты термопаралар арқылы тексерді — температураны анықтау үшін кернеуді өлшейтін жоғары дәлдіктегі құрылғылар. Олар түнде BaSO4 беттері қоршаған ауадан 19°F (10,56°C)ға салқындағанын анықтады. Қатты күн сәулесінде әсер соншалықты ұтымды болмауы мүмкін, бірақ әлі де таңқаларлық: 8°F (4,4°C) салқындау.

Зерттеушілер бояудың суық ауа-райында да жұмыс істейтінін анықтады. Бір күндік сынақта ауа температурасы 43°F (6°C) болғанда, BaSO4 жағылған беттің температурасы 25°F (-3,8°C) болды. Олардың сынақтары BaSO4 сыртқы қолдануға жеткілікті берік екенін көрсетеді.

Салқындату үшін радиациялық бояу саласындағы зерттеулер 1970-жылдарға жатады, бірақ мырза Руаньның командасы BaSO4‑пен тек алты жыл бойы жұмыс істеп келеді. Осы уақыт ішінде олар 100-ден астам шағылыстыратын материалды талдап, шамамен елу эксперименттік формулада сынап көрді.

Басты автор, постдокторлық зерттеуші Сянью Ли былай түсіндіреді: «Біз түрлі коммерциялық өнімдерді, негізінен ақ барлық нәрсені зерттедік. Барий сульфатын қолдана отырып, теориялық тұрғыдан өнімдерді өте, өте шағылыстыратын етуге болатынын, яғни олар өте, өте ақ болатынын таптық».

Осы топтың өткен күзде жасаған ең ақ ақ бояуы кальций карбонатына негізделген болатын — бұл қосылыс әдетте қабықтарда, жыныстарда және тақтаға арналған борда қорғасын ретінде кездеседі.

Топ бояуға мүмкіндігінше көп микро BaSO4 бөлшектерін енгізді. Ли былай деді: «Бір нәрсені ақ қылу үшін бөлшектер концентрациясы жоғары болғаны жақсы болғанымен, концентрацияны тым көбейтуге болмайды. Концентрация жоғарылаған сайын бояу оңай жарылып немесе қабыршақтануы мүмкін».

Топтың BaSO4 формуласының сондайша шағылыстыратын тағы бір факторы — зерттеушілер әртүрлі өлшемдегі барий сульфаты бөлшектерін қолданғаны. Жарықты шағылыстыру мәселесінде бөлшектің мөлшері маңызды.

Джоозеф Пиплс, бірлескен автор әрі докторант, түсіндіреді: «Өлшемдері әр түрлі бөлшектердің жоғары концентрациясы бояуға ең кең спектрлі шашыратуды береді, бұл ең жоғары шағылыстыруға әкеледі.»

Топ қолданған формулалау әдісі коммерциялық бояулар өндірілуіне сәйкес келеді.

Purdue BaSO4 үшін патентке өтініш берді, бірақ оны коммерцияландыру әлі жоспарланбаған.

Дегенмен, оны нарыққа ертерек шығарған сайын жақсы болады. Қазіргі таңда АҚШ-та салқындату энергия тұтынудың 12%-ын құрайды. Сонымен қатар көптеген кондиционерлер гидрофторкөміртектерді (HFC) пайдаланады. HFC газдардың парниктік әсері мөлшері бойынша аз пайызды құраса да, олар көмірқышқыл газынан мыңдаған есе көп жылуды ұстайды.

Олайша BaSO4 энергия тұтынуды және HFC шығарындыларын азайту арқылы ғаламдық жылынуға қарсы күресте рөл атқара алады.

Бұл мақала Робби Берман Бастапқыда 2021 жылғы сәуірде Big Think сайтында жарияланған. 2022 жылғы тамызда жаңартылған. 2023 жылғы сәуірде artofroof.com аударған. Дереккөз