Pateikta kaip dažai, „pats baltžiausias baltas“ pasaulyje taip stipriai atspindi šviesą, kad paviršiai tampa vėsesni už aplinkos orą.

• Purdue universiteto mokslininkai sukūrė baltąją spalvą, pati baltiausią, kada nors sukurta, pateikdami ją kaip dažus.
• Šie nauji dažai gali atvėsinti ant kurių jie užtepti paviršius, o tai gali sumažinti poreikį klimato kontrolės sistemoms, darančioms žalą klimatui.
• Tai antrą pagal baltumą baltos spalvos variantas, sukurtas šių tyrėjų, kurie mano, kad tai yra baltis, kurio medžiaga kada nors gali pasiekti.

Prieš kelerius metus mokslininkai paskelbė išradę juodžiausią juodumą – vietą, kur spalvos „miršta“. Tai buvo Vantablack, kuris taip stipriai sugerdavo matomą šviesą, kad nuo jo paviršiaus į mūsų akis patekdavo vos menkas šviesos kiekis. (Visa šviesos energija išsklaidoma į aplinkinį substratą, todėl Vantablack neužkaista).

2021 m. žurnale ACS Applied Materials & Interfaces paskelbtame straipsnyje Purdue universiteto mokslininkai pristatė BaSO4 (bario sulfatą) – pats baltiausias baltumas. BaSO4 praktiškai nepraleidžia matomo spektrą sudarančių spalvų. Be to, nors šnekamojoje kalboje tai – labai įspūdingas išradimas, jis taip pat turi reikšmingų terminių privalumų.

Šalčiausias baltumas

Dauguma išorės dažų iš tikrųjų sušildo paviršius, ant kurių jie užtepti. Nors rinkoje jau yra atspindinčių dažų, jie atspindi tik 80–90 % saulės šviesos, o to nepakanka gaivinimo efektui pasiekti.

Tuo tarpu su BaSO4 atspindima 98,1 % saulės šviesos. Vyresnysis tyrėjas Xuilin Ruan pareiškė pranešime spaudai: „Jei šiais dažais padengtumėte stogo plotą maždaug 1 000 kvadratinų pėdų (apie 93 m²), manome, kad gautumėte apie 10 kilovatų aušinimo galios. Tai galingiau nei centriniai oro kondicionieriai, naudojami daugelyje namų.“

P. Ruan ir jo kolegos išbandė BaSO4 naudodami thermocouples — aukštos tikslumo prietaisus, kurie matuoja įtampą nustatant temperatūrą. Jie nustatė, kad naktį BaSO4 danga yra 19°F (10,56°C) vėsesnė už aplinkos orą. Esant stipriam saulės apšvietimui efektas nėra toks ekstremalus, bet vis tiek įspūdingas: 8°F (4,4°C) atvėsinimas.

Tyrėjai net pastebėjo, kad dažai veikia ir šaltu oru. Bandymo metu, kai dienos temperatūra buvo 43°F (6°C), paviršius padengtas BaSO4 buvo 25°F (-3,8°C). Jų bandymai taip pat rodo, kad BaSO4 pakankamai atsparus, kad jį būtų galima naudoti lauke.

Radiacinių dažų, skirtų vėsinimui, tyrimai siekia 1970-uosius, tačiau ponas Ruan komanda BaSO4 tyrimais užsiima tik šešerius metus. Kelyje jie išanalizavo daugiau nei 100 atspindinčių medžiagų ir išbandė jas apie penkiasdešimtyje eksperimentinių formulių.

Pagrindinis autorius, postdoktorantas Xiangyu Li, aiškina: „Išnagrinėjome įvairius komercinius produktus, praktiškai viską, kas balta. Sužinojome, kad naudojant bario sulfatą teorinis spalvų atspindėjimas gali būti labai, labai aukštas, tai reiškia, kad produktai tampa labai, labai balti.“

Pernai rudenį tos pačios komandos sukurti pats baltžiausias baltas dažai rėmėsi kalcio karbonatu — junginiu, kurį dažnai randame kriauklėse, uolienose ir mokyklos kreidoje.

Komanda į dažus įdėjo kuo daugiau smulkių BaSO4 dalelių. Li paaiškina: „Nors didesnė dalelių koncentracija pageidautina norint padaryti ką nors balta, koncentracijos negalima pernelyg didinti. Kuo didesnė koncentracija, tuo dažai lengviau trūkinėja ar luošiasi.“

Kitas veiksnys, dėl kurio komandos BaSO4 formulė taip gerai atspindi šviesą, yra tai, kad tyrėjai naudojo bario sulfato daleles įvairių dydžių. Kalbant apie šviesos atspindėjimą, dydis yra svarbus.

Josephas Peoplesas, bendraautorius ir doktorantas, paaiškina: „Didelė skirtingų dydžių dalelių koncentracija suteikia dažninę sklaidą plačiausiu diapazonu, o tai prisideda prie didžiausio atspindžio.“

Komandos taikomas formulės paruošimo metodas suderinamas su komercinių dažų gamyba.

Purdue pateikė patentinę paraišką dėl BaSO4, tačiau jo komercializavimo kol kas neplanuojama.

Tačiau kuo greičiau jis pasirodys rinkoje, tuo geriau. Oro kondicionavimas šiuo metu sudaro 12 % energijos suvartojimo Jungtinėse Valstijose. Be to, daugelis kondicionierių naudoja hidrofluorangliavandenilius (HFC). Nors HFC sudaro nedidelę šiltnamio efektą sukeliančių dujų dalį, jie sulaiko šilumą tūkstančius kartų efektyviau nei anglies dioksidas.

Taigi BaSO4 gali padėti kovoti su klimato atšilimu mažindamas energijos suvartojimą ir HFC emisijas.

Šį straipsnį parašė Robby Berman Iš pradžių buvo paskelbta Big Think 2021 m. balandį. Atnaujinta 2022 m. rugpjūtį. Išvertė artofroof.com 2023 m. balandį. Šaltinis