In de vorm van verf weerkaatst het "witste wit" ter wereld zoveel licht dat oppervlakken kouder worden dan de omgevingslucht.

• Wetenschappers van de Purdue-universiteit hebben het witste wit ooit ontwikkeld, in de vorm van een verf.
• Deze nieuwe verf kan de oppervlakken waarop ze is aangebracht afkoelen, wat het gebruik van klimaatbeheersing die schadelijk is voor het klimaat zou kunnen verminderen.
• Het is het op één na witste wit dat deze onderzoekers ooit hebben gemaakt; zij stellen dat het het witste is dat een materiaal ooit kan bereiken.

Enkele jaren geleden kondigden onderzoekers de ontwikkeling aan van het zwartste zwart, een plaats waar kleuren lijken te verdwijnen. Het ging om Vantablack, dat zoveel zichtbaar licht absorbeerde dat slechts een zeer kleine hoeveelheid van het oppervlak ontsnapte om naar onze ogen te worden gereflecteerd. (Alle lichtenergie wordt in het omliggende substraat gedissipeerd, zodat Vantablack niet warm wordt).

In een artikel uit 2021 in het tijdschrift ACS Applied Materials & Interfaces presenteerden wetenschappers van de Universiteit van Purdue BaSO4 (bariumsulfaat), het witste wit dat bestaat. BaSO4 is vrijwel ondoordringbaar voor kleuren uit het zichtbare spectrum. Nog beter: het is niet alleen een erg coole uitvinding in de populaire zin van het woord, maar ook thermisch gezien.

Het koudste wit

De meeste buitenverven verwarmen de oppervlakken waarop ze worden aangebracht juist. Hoewel er al reflecterende verven op de markt zijn, weerkaatsen die slechts 80 tot 90% van het zonlicht, wat niet genoeg is om een verkoelend effect te bereiken.

Met BaSO4 daarentegen wordt 98,1% van het zonlicht weerspiegeld. Xuilin Ruan, hoofonderzoeker, zei in een persbericht: "Als je deze verf zou gebruiken om een dakoppervlak van ongeveer 1 000 vierkante voet (ongeveer 93 m²) te bedekken, schatten we dat je een koelvermogen van 10 kilowatt zou kunnen krijgen. Dat is krachtiger dan de centrale airconditioners die in de meeste huizen worden gebruikt."

De heer Ruan en zijn collega’s testten BaSO4 met thermokoppels, hoogprecisieapparaten die spanning meten om temperatuur te bepalen. Ze ontdekten dat 's nachts de BaSO4-oppervlakken 19°F (10,56°C) koeler waren dan de omgevingslucht. Bij sterke zonneschijn is het effect minder extreem, maar nog steeds spectaculair: 8°F (4,4°C) koeling.

De onderzoekers constateerden zelfs dat de verf ook bij koud weer werkte. Tijdens een test op een dag van 43°F (6°C) was het oppervlak waarop BaSO4 was aangebracht 25°F (-3,8°C). Hun tests geven ook aan dat BaSO4 genoeg bestand is om buiten te gebruiken.

Onderzoek naar radiatieve verf voor koeling gaat terug tot de jaren 1970, maar het team van de heer Ruan werkt pas sinds zes jaar aan BaSO4. Onderweg hebben ze meer dan 100 reflecterende materialen geanalyseerd en in een vijftigtal experimentele formuleringen getest.

De hoofdauteur, postdoc Xiangyu Li, legt uit: "We hebben verschillende commerciële producten bekeken, eigenlijk alles wat wit is. We ontdekten dat je door bariumsulfaat te gebruiken producten theoretisch zeer, zeer reflecterend kunt maken, wat betekent dat ze zeer, zeer wit zijn."

Het witste witte verf dat vorig najaar door hetzelfde team werd ontwikkeld, was gebaseerd op calciumcarbonaat, een verbinding die vaak wordt aangetroffen in schelpen, gesteenten en het krijt op schoolborden.

Het team bracht zoveel mogelijk microscopische BaSO4-deeltjes in de verf aan. Li legt uit: "Hoewel een hogere deeltjesconcentratie wenselijk is om iets wit te maken, kun je de concentratie niet te veel opvoeren. Hoe hoger de concentratie, hoe gemakkelijker de verf barst of afbladdert."

Een andere factor die de BaSO4-formulering van het team zo reflecterend maakt, is dat de onderzoekers bariumsulfaatdeeltjes van verschillende groottes gebruikten. Als het gaat om het weerkaatsen van licht, is grootte belangrijk.

Joseph Peoples, mede-auteur en promovendus, legt uit: "Een hoge concentratie deeltjes met verschillende afmetingen geeft de verf de breedste spectrale verstrooiing, wat bijdraagt aan de hoogste reflectantie."

De formulatiemethode die het team gebruikt is compatibel met de productie van commerciële verven.

Purdue heeft een octrooiaanvraag ingediend voor BaSO4, maar het is nog niet gepland om het op de markt te brengen.

Echter, hoe eerder ze het op de markt brengen, hoe beter. Airconditioning vertegenwoordigt momenteel 12% van het energieverbruik in de Verenigde Staten. Bovendien gebruiken veel airconditioners hydrofluorkoolwaterstoffen (HFK's). Hoewel HFK's slechts een klein percentage van de broeikasgassen uitmaken, houden ze duizenden malen meer warmte vast dan kooldioxide.

BaSO4 kan dus een rol spelen in de strijd tegen de opwarming van de aarde door het energieverbruik en de uitstoot van HFK's te verminderen.

Dit artikel van Robby Berman werd oorspronkelijk gepubliceerd op Big Think in april 2021. Het werd bijgewerkt in augustus 2022. Vertaald door artofroof.com in april 2023. Bron