В виде краски «самый белый белый» в мире отражает свет настолько эффективно, что поверхности становятся холоднее, чем окружающий воздух.

• Учёные из Университета Пёрдью создали самый белый из когда-либо разработанных белых тонов в виде краски.
• Эта новая краска может охлаждать поверхности, на которые она нанесена, что может снизить потребность в кондиционировании воздуха, вредном для климата.
• Это второй по белизне белый, когда-либо созданный этими исследователями; они полагают, что это максимально белый оттенок, которого вообще может достичь материал.

Несколько лет назад исследователи объявили о создании самого чёрного из чёрных — места, где цвета будто бы исчезают. Речь шла о Vantablack, который поглощал настолько большое количество видимого света, что лишь ничтожная его часть отражалась с поверхности и достигала наших глаз. (Вся световая энергия рассеивается в подложке, поэтому Vantablack не нагревается).

В статье, опубликованной в 2021 году в журнале ACS Applied Materials & Interfaces, учёные из Университета Пердью представили BaSO4 (сульфат бария) — самый белый из белых. BaSO4 практически не пропускает цвета видимого спектра. Более того, помимо того, что это изобретение впечатляет в обиходном смысле слова, оно также имеет важные тепловые свойства.

Самый холодный белый

Большинство фасадных красок на самом деле нагревают поверхности, на которые они наносятся. Хотя на рынке уже есть отражающие краски, они возвращают только 80–90 % солнечного света, что недостаточно для ощутимого охлаждающего эффекта.

Зато с BaSO4 отражается 98,1 % солнечного света. Главный исследователь Сюйлинь Жуань заявил в пресс-релизе: «Если вы покроете этой краской крышу площадью примерно 1000 квадратных футов (около 93 м²), по нашим оценкам, можно получить охлаждающую мощность порядка 10 киловатт. Это больше, чем центральные кондиционеры, используемые в большинстве домов.»

Господин Жуань и его коллеги тестировали BaSO4 с помощью термопар — высокоточных приборов, измеряющих напряжение для определения температуры. Они обнаружили, что ночью поверхности с BaSO4 холоднее окружающего воздуха на 19 °F (10,56 °C). При сильном солнечном освещении эффект менее экстремален, но всё равно впечатляет: охлаждение на 8 °F (4,4 °C).

Исследователи даже заметили, что краска работает и в холодную погоду. В одном испытании в течение дня при 43 °F (6 °C) поверхность, покрытая BaSO4, была при 25 °F (−3,8 °C). Их тесты также показывают, что BaSO4 достаточно прочен для использования на открытом воздухе.

Исследования в области радиативных красок для охлаждения ведутся с 1970-х годов, но команда г-на Жуана работает с BaSO4 всего шесть лет. По пути они проанализировали более 100 отражающих материалов и протестировали их в примерно пятидесяти экспериментальных составах.

Главный автор, постдок Сяньюй Ли, объясняет: «Мы изучили разные коммерческие продукты, в общем всё, что белое. Мы обнаружили, что при использовании сульфата бария теоретически можно сделать продукты очень-очень отражающими, то есть очень-очень белыми.»

Самая белая белая краска, разработанная той же командой прошлой осенью, базировалась на карбонате кальция — соединении, которое часто встречается в ракушках, породах и мелах для школьных досок.

Команда ввела в краску как можно больше мельчайших частиц BaSO4. Ли объясняет: «Хотя более высокая концентрация частиц предпочтительна для придания белизны, нельзя её чрезмерно увеличивать. Чем выше концентрация, тем легче краска трескается или слоится.»

Ещё один фактор, делающий формулу BaSO4 команды столь отражающей, — то, что исследователи использовали частицы сульфата бария разных размеров. При отражении света размер имеет значение.

Джозеф Пиплс, соавтор и аспирант, объясняет: «Высокая концентрация частиц разных размеров обеспечивает краске наибольшее спектральное рассеяние, что способствует самой высокой отражательной способности.»

Метод составления формулы, использованный командой, совместим с производством коммерческих красок.

Пurdue подала заявку на патент на BaSO4, но его ещё не планируют выводить на рынок.

Однако чем раньше они выведут его на рынок, тем лучше. В настоящее время кондиционирование воздуха составляет 12 % потребления энергии в Соединённых Штатах. Кроме того, многие кондиционеры используют гидрофторуглероды (ГФУ). Хотя ГФУ составляют лишь небольшой процент парниковых газов, они улавливают тепло в тысячи раз эффективнее, чем диоксид углерода.

Таким образом, BaSO4 может сыграть роль в борьбе с глобальным потеплением, уменьшая потребление энергии и выбросы ФХУ.

Эта статья Робби Берман Был первоначально опубликован на Big Think в апреле 2021 года. Обновлён в августе 2022 года. Перевод — artofroof.com, апрель 2023 года. Источник