Som färg reflekterar världens ”vitaste vitt” så mycket ljus att ytor blir kallare än den omgivande luften.

• Forskare vid Purdue-universitetet har skapat det vitaste vitt som någonsin tagits fram, i form av en färg.
• Denna nya färg kan kyla de ytor den appliceras på, vilket kan minska behovet av luftkonditioneringar som är skadliga för klimatet.
• Det är den näst vitaste nyans som dessa forskare någonsin skapat, och de anser att det är det vitaste vitt ett material någonsin kan uppnå.

För några år sedan meddelade forskare att de tagit fram det svartaste svarta, en plats där färger tycks försvinna. Det handlade om Vantablack, som absorberade så mycket synligt ljus att endast en försumbar mängd lämnade ytan och reflekterades mot våra ögon. (All ljusenergi avleds i det omgivande substratet, så Vantablack blir inte varm).

I en artikel publicerad 2021 i tidskriften ACS Applied Materials & Interfaces presenterade forskare vid Purdue University BaSO4 (bariumsulfat), det vitaste vita som finns. BaSO4 är praktiskt taget ogenomträngligt för färger i det synliga spektrumet. Än bättre, även om det är en mycket häftig uppfinning i vardaglig bemärkelse, är den det även termiskt.

Det kallaste vitet

De flesta utomhusfärger värmer faktiskt upp de ytor de appliceras på. Även om det redan finns reflekterande färger på marknaden, reflekterar de bara 80–90 % av solljuset, vilket inte räcker för att ge en kylande effekt.

Med BaSO4 reflekteras däremot 98,1 % av solljuset. Xuilin Ruan, huvudforskaren, sade i ett pressmeddelande: "Om du använde den här färgen för att täcka en takyta på ungefär 1 000 kvadratfot (cirka 93 m2), uppskattar vi att du skulle kunna få en kylande effekt på 10 kilowatt. Det är kraftigare än de centralairconditioner som används i de flesta hem."

M. Ruan och hans kollegor testade BaSO4 med hjälp av termoelement, högprecisionsinstrument som mäter spänning för att bestämma temperatur. De konstaterade att på natten var BaSO4-ytorna 19 °F (10,56 °C) kallare än den omgivande luften. Under stark sol var effekten inte lika extrem, men ändå spektakulär: 8 °F (4,4 °C) i avkylning.

Forskarna fann till och med att färgen fungerade i kallt väder. Vid ett test under en dag med 43 °F (6 °C) var ytan som BaSO4 målats på 25 °F (-3,8 °C). Deras tester visar också att BaSO4 är tillräckligt tåligt för utomhusbruk.

Forskningen inom området radiativa färger för kylning går tillbaka till 1970‑talet, men herr Ruans team har bara arbetat med BaSO4 i sex år. Under arbetets gång har de analyserat mer än 100 reflekterande material och testat dem i omkring femtio experimentella formuleringar.

Huvudförfattaren, postdoktoranden Xiangyu Li, förklarar: "Vi undersökte olika kommersiella produkter, i princip allt som är vitt. Vi upptäckte att genom att använda barium-sulfat kan man teoretiskt göra produkterna mycket, mycket reflekterande, vilket betyder att de blir mycket, mycket vita."

Det vitaste vita som utvecklades av samma team förra hösten byggde på kalciumkarbonat, en förening som ofta finns i musselskal, bergarter och krita till svarta tavlor.

Teamet tillsatte så många små BaSO4-partiklar som möjligt i färgen. Li förklarar: "Även om en högre partikelkoncentration är att föredra för att få något riktigt vitt, går det inte att öka koncentrationen hur mycket som helst. Ju högre koncentration, desto mer spricker eller flagar färgen lätt."

En annan faktor som gör teamets BaSO4-formulering så reflekterande är att forskarna använde barium-sulfatpartiklar i olika storlekar. När det gäller att reflektera ljus spelar storleken roll.

Joseph Peoples, medförfattare och doktorand, förklarar: "En hög koncentration av partiklar i olika storlekar ger färgen den bredaste spektrala spridningen, vilket bidrar till den högsta reflektansen."

Formuleringsmetoden som teamet använder är kompatibel med produktion av kommersiella färger.

Purdue har lämnat in en patentansökan för BaSO4, men det är ännu inte planerat att kommersialiseras.

Ju tidigare de får ut den på marknaden, desto bättre. Luftkonditionering står för 12 % av energiförbrukningen i USA idag. Dessutom använder många luftkonditioneringsapparater hydrofluorkarboner (HFC). Trots att HFC bara utgör en liten andel av växthusgaserna fångar de upp värme tusentals gånger mer än koldioxid.

BaSO4 kan alltså spela en roll i kampen mot den globala uppvärmningen genom att minska energiförbrukningen och utsläppen av HFC.

Denna artikel av Robby Berman Publicerades ursprungligen på Big Think i april 2021. Den uppdaterades i augusti 2022. Översatt av artofroof.com i april 2023. Källa