ในรูปแบบของสี "ขาวที่สุด" ของโลกสะท้อนแสงได้มากจนพื้นผิวต่าง ๆ เย็นกว่าสภาพอากาศโดยรอบ

• นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเพอร์ดูได้สร้างสีขาวที่ขาวที่สุดเท่าที่เคยพัฒนามาในรูปแบบของสีทา
• สีใหม่นี้สามารถทำให้พื้นผิวที่ทาด้วยเย็นลง ซึ่งอาจลดความจำเป็นในการใช้เครื่องปรับอากาศที่เป็นอันตรายต่อสภาพภูมิอากาศได้
• นี่เป็นสีขาวที่ขาวเป็นอันดับสองที่นักวิจัยเหล่านี้เคยสร้าง ซึ่งพวกเขาเชื่อว่าเป็นระดับความขาวสูงสุดที่วัสดุสามารถทำได้

เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยประกาศการพัฒนา “ดำที่สุด” ซึ่งเป็นสถานที่ที่สีหมองลงอย่างสิ้นเชิง นั่นคือ Vantablack ซึ่งดูดกลืนแสงที่มองเห็นได้มากจนมีเพียงปริมาณเล็กน้อยเท่านั้นที่สะท้อนกลับมาจากพื้นผิวและเข้าสู่สายตาของเรา (พลังงานแสงทั้งหมดจะสลายลงในชั้นวัสดุรอบ ๆ ทำให้ Vantablack ไม่ร้อนขึ้น)

ในบทความที่ตีพิมพ์ในปี 2021 ในวารสาร ACS Applied Materials & Interfaces นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเพอร์ดูนำเสนอ BaSO4 (ซัลเฟตของบาเรียม) ซึ่งเป็นสีขาวที่ขาวที่สุดเท่าที่มี BaSO4 แทบจะป้องกันไม่ให้สีในช่วงสเปกตรัมที่มองเห็นได้ผ่านเข้าไปได้ ยิ่งกว่านั้น นอกเหนือจากการเป็นการค้นพบที่น่าตื่นเต้นในความหมายทั่วไปแล้ว มันยังมีประโยชน์ทางด้านความร้อนด้วย

สีขาวที่เย็นที่สุด

สีทาภายนอกส่วนใหญ่จริง ๆ แล้วทำให้พื้นผิวที่ทาร้อนขึ้น แม้ว่าจะมีสีสะท้อนแสงในตลาดอยู่แล้ว แต่สีเหล่านั้นสะท้อนแสงแดดได้เพียง 80–90% ซึ่งยังไม่เพียงพอที่จะให้ผลเย็นลง

ในทางกลับกัน ด้วย BaSO4 จะสะท้อนแสงแดดได้ถึง 98.1% ผู้วิจัยหลัก Xuilin Ruan กล่าวในแถลงข่าวว่า: "ถ้าคุณใช้สีนี้ทาพื้นที่หลังคาประมาณ 1,000 ตารางฟุต (ราว 93 ตร.ม.) เราประเมินว่าจะได้กำลังการทำความเย็นราว 10 กิโลวัตต์ ซึ่งมากกว่าระบบปรับอากาศรวมที่ใช้ในบ้านส่วนใหญ่"

คุณ Ruan และทีมทดสอบ BaSO4 ด้วยเทอร์โมคัปเปิล อุปกรณ์ความแม่นยำสูงที่วัดแรงดันเพื่อหาค่าอุณหภูมิ พวกเขาพบว่าในเวลากลางคืน พื้นผิวที่เคลือบ BaSO4 เย็นกว่าสภาพอากาศโดยรอบถึง 19°F (10.56°C) ใต้แสงแดดจ้า ผลจะไม่สุดขั้วขนาดนั้น แต่ก็ยังน่าทึ่ง: เย็นลง 8°F (4.4°C)

นักวิจัยยังพบว่าสีทำงานได้ในอากาศหนาว ในการทดสอบวันหนึ่งที่อุณหภูมิ 43°F (6°C) พื้นผิวที่ทาด้วย BaSO4 มีอุณหภูมิ 25°F (-3.8°C) การทดสอบของพวกเขายังบ่งชี้ว่า BaSO4 มีความทนทานเพียงพอสำหรับการใช้งานภายนอก

การวิจัยด้านสีนาเทียนสะท้อนความร้อนเพื่อการระบายความร้อนมีมาตั้งแต่ทศวรรษ 1970 แต่ทีมของนาย Ruan ทำงานกับ BaSO4 เพียงหกปีเท่านั้น ในช่วงเวลานั้นพวกเขาได้วิเคราะห์วัสดุสะท้อนกว่า 100 ชนิดและทดสอบในสูตรทดลองประมาณ 50 สูตร

ผู้เขียนหลัก ผู้ทำวิจัยหลังปริญญาเอก Xiangyu Li อธิบายว่า: "เราได้พิจารณาสินค้าหลายชนิดในเชิงพาณิชย์ โดยหลัก ๆ ทุกอย่างที่เป็นสีขาว เราพบว่าเมื่อใช้แบเรียมซัลเฟต ทฤษฎีแล้วสามารถทำให้ผลิตภัณฑ์สะท้อนแสงได้มากมาก ซึ่งหมายถึงมันจะขาวมากมาก"

สีขาวที่สุดที่ทีมเดียวกันพัฒนาขึ้นเมื่อฤดูใบไม้ร่วงปีที่แล้ว ยึดพื้นฐานจากคาร์บอเนตแคลเซียม สารประกอบที่พบทั่วไปในเปลือกหอย หิน และชอล์กกระดานดำ

ทีมใส่อนุภาคเล็ก ๆ ของ BaSO4 ให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ในสี Li อธิบายว่า: "แม้ว่าความเข้มข้นของอนุภาคที่สูงกว่าจะยิ่งทำให้สิ่งของขาวขึ้น แต่ไม่สามารถเพิ่มความเข้มข้นได้มากเกินไป ยิ่งความเข้มข้นสูงขึ้น สีจะยิ่งแตกหรือหลุดลอกได้ง่าย"

ปัจจัยอีกประการที่ทำให้สูตร BaSO4 ของทีมสะท้อนแสงได้ดีคือผู้วิจัยใช้อนุภาคแบเรียมซัลเฟตหลายขนาด เมื่อพูดถึงการสะท้อนแสง ขนาดมีความสำคัญ

Joseph Peoples ผู้ร่วมเขียนและนักศึกษาปริญญาเอก อธิบายว่า: "ความเข้มข้นสูงของอนุภาคที่มีขนาดต่างกันช่วยให้สีย้อมมีการกระจายแสงที่กว้างที่สุด ซึ่งส่งผลให้การสะท้อนแสงสูงสุด"

วิธีการสูตรที่ทีมใช้สอดคล้องกับการผลิตสีเชิงพาณิชย์

มหาวิทยาลัยเพอร์ดูได้ยื่นคำขอสิทธิบัตรสำหรับ BaSO4 แต่ยังไม่ได้วางแผนที่จะทำการค้าในขณะนี้

อย่างไรก็ตาม ยิ่งพวกเขานำมันออกสู่ตลาดได้เร็วเท่าไร ก็ยิ่งดีเท่านั้น ปัจจุบันเครื่องปรับอากาศคิดเป็น 12% ของการใช้พลังงานในสหรัฐอเมริกา นอกจากนี้ เครื่องปรับอากาศหลายเครื่องยังใช้ไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFC) แม้ว่า HFC จะเป็นสัดส่วนน้อยของก๊าซเรือนกระจก แต่ก็กักเก็บความร้อนได้มากกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นพันเท่า

ดังนั้น BaSO4 จึงสามารถมีบทบาทในการต่อสู้กับภาวะโลกร้อนโดยช่วยลดการใช้พลังงานและการปล่อย HFC

บทความนี้โดย Robby Berman บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกบน Big Think ในเดือนเมษายน 2021 ได้รับการปรับปรุงในสิงหาคม 2022 แปลโดย artofroof.com ในเดือนเมษายน 2023 แหล่งที่มา