Vo forme farby „najbielšia biela“ na svete odráža svetlo tak silno, že sa povrchy stanú chladnejšími než okolité vzduch.

• Vedci z Purdue University vytvorili najbielejšiu bielu farbu, aká bola kedy vyvinutá, vo forme náteru.
• Táto nová farba môže chladiť povrchy, na ktoré je nanesená, čo by mohlo znížiť potrebu klimatizácie škodiacej klíme.
• Ide o druhú najbielšiu farbu, akú títo vedci kedy vytvorili; tvrdia, že je to najbielšia biela, akú môže materiál dosiahnuť.

Pred niekoľkými rokmi vedci oznámili vývoj najčiernejšej čiernej, miesta, kde farby akoby zomierajú. Išlo o Vantablack, ktorý pohlcoval toľko viditeľného svetla, že z jeho povrchu sa odrážalo len minimálne množstvo, ktoré by dopadlo do našich očí. (Všetka svetelná energia je rozptýlená v okolnom substráte, takže Vantablack sa nezahrieva).

V článku zverejnenom v roku 2021 v časopise ACS Applied Materials & Interfaces predstavili vedci z Purdue sulfát barnatý (BaSO4) — najbelšiu známu bielu. BaSO4 je prakticky nepriepustný pre farby viditeľného spektra. Navyše, okrem toho, že ide o technologicky veľmi „cool“ objav v bežnom zmysle slova, je rovnako užitočný aj z termálneho hľadiska.

Najchladnejšia biela

Väčšina vonkajších farieb v skutočnosti povrchy, na ktoré sú nanesené, zohrieva. Hoci na trhu už existujú odrazivé farby, odrážajú len 80 až 90 % slnečného svetla, čo nestačí na dosiahnutie chladivého účinku.

Naopak s BaSO4 je odrazených 98,1 % slnečného svetla. Hlavný výskumník Xuilin Ruan uviedol v tlačovej správe: „Ak by ste touto farbou pokryli strešnú plochu približne 1 000 štvorcových stôp (približne 93 m2), odhadujeme, že by ste dosiahli chladivý výkon 10 kilowattov. To je výkonnejšie než centrálne klimatizácie používané vo väčšine domov.“

Pán Ruan a jeho kolegovia testovali BaSO4 pomocou termočlánkov, vysoko presných prístrojov merajúcich napätie na určenie teploty. Zistili, že v noci sú povrchy s BaSO4 o 19 °F (10,56 °C) chladnejšie než okolité vzduch. Pri silnom slnečnom žiarení nie je efekt tak extrémny, ale stále je pôsobivý: ochladenie o 8 °F (4,4 °C).

Vedci dokonca zistili, že farba funguje aj v chladnom počasí. Pri teste počas dňa s 43 °F (6 °C) bola povrchová teplota natretého BaSO4 25 °F (-3,8 °C). Ich testy tiež naznačujú, že BaSO4 je dostatočne odolný pre vonkajšie použitie.

Výskum v oblasti radiačných náterov na chladenie siaha do 70. rokov, ale tím pána Ruana pracuje na BaSO4 iba šesť rokov. Počas tejto doby analyzovali viac než 100 reflektívnych materiálov a testovali ich v približne päťdesiatke experimentálnych formulácií.

Hlavný autor, postdoktorand Xiangyu Li, vysvetľuje: „Preskúmali sme rôzne komerčné výrobky, v podstate všetko, čo je biele. Zistili sme, že použitím síranu barnatého je teoreticky možné urobiť výrobky veľmi, veľmi odrazivými, čo znamená, že sú veľmi, veľmi biele.“

Najbielšia biela farba vyvinutá tým istým tímom minulú jeseň bola založená na uhličitane vápenatom, zlúčenine bežne sa vyskytujúcej v lastúrach, horninách a kriedových tabuľách.

Tím do farby vložil čo najviac drobných častíc BaSO4. Li vysvetľuje: „Hoci je vyššia koncentrácia častíc žiaduca na získanie bieleho efektu, koncentráciu nemožno neobmedzene zvyšovať. Čím je koncentrácia vyššia, tým sa farba ľahšie láme alebo odlupuje.“

Ďalším faktorom, ktorý robí formuláciu BaSO4 tímu tak odrazivou, je použitie častíc síranu barnatého rôznych veľkostí. Pri odrážaní svetla má veľkosť častíc veľký význam.

Joseph Peoples, spoluautor a doktorand, vysvetľuje: „Vysoká koncentrácia častíc rôznych veľkostí poskytuje farbe najširšie spektrálne rozptyľovanie, čo prispieva k najvyššej odrazivosti.“

Metóda formulácie použitá tímom je kompatibilná s výrobou komerčných farieb.

Purdue podala patentovú prihlášku na BaSO4, ale jeho komercializácia zatiaľ nie je naplánovaná.

Čím skôr ho však uvedú na trh, tým lepšie. Klimatizácia v súčasnosti predstavuje 12 % spotreby energie v Spojených štátoch. Okrem toho mnohé klimatizačné zariadenia používajú hydrofluórokarbóny (HFC). Hoci HFC tvoria len malý podiel skleníkových plynov, zadržiavajú tisíckrát viac tepla než oxid uhličitý.

BaSO4 tak môže zohrávať úlohu v boji proti globálnemu otepľovaniu znižovaním spotreby energie a emisií HFC.

Tento článok od Robby Berman bol pôvodne publikovaný na Big Think v apríli 2021. Bol aktualizovaný v auguste 2022. Preložil artofroof.com v apríli 2023. Zdroj