Boyut halinde uygulanan dünyanın “en beyaz beyazı” ışığı o kadar çok yansıtıyor ki yüzeyler etrafındaki havadan daha soğuk hale geliyor.

• Purdue Üniversitesi'nden bilim insanları, bir boya şeklinde şimdiye kadar üretilen en beyaz beyazı yarattılar.
• Bu yeni boya uygulanacağı yüzeyleri soğutabilir; bu da iklime zararlı klima kullanımı ihtiyacını azaltabilir.
• Araştırmacıların oluşturduğu şimdiye kadarki en beyaz ikinci beyazdır ve onlar bunun bir malzemenin ulaşabileceği en beyaz ton olduğunu düşünüyorlar.

Birkaç yıl önce araştırmacılar, renklerin yok olduğu bir yer olan en siyah siyahın geliştirildiğini duyurdular. Bu Vantablack’tı; görünür ışığın o kadarını emiyordu ki yüzeyinden göze yansıyacak çok az miktar kaçıyordu. (Tüm ışık enerjisi çevresindeki alt tabakaya dağılır, bu yüzden Vantablack ısınmaz).

2021 yılında ACS Applied Materials & Interfaces dergisinde yayımlanan bir makalede Purdue Üniversitesi’nden bilim insanları, en beyaz beyaz olarak BaSO4’ü (baryum sülfat) sundular. BaSO4, görünür spektrum renklerine karşı neredeyse tamamen geçirimsizdir. Dahası, gündelik anlamda çok havalı bir buluş olmasının yanı sıra termal açıdan da etkilidir.

En soğuk beyaz

Çoğu dış cephe boyası aslında uygulandıkları yüzeyleri ısıtır. Piyasada hâlihazırda yansıtıcı boyalar olsa da, bunlar güneş ışığının yalnızca %80–90’ını yansıtıyor; bu da serinletici bir etki için yeterli değil.

Buna karşılık BaSO4 ile güneş ışığının %98,1’i yansıtılıyor. Baş araştırmacı Xuilin Ruan bir basın bülteninde şunları söyledi: “Bu boyayı yaklaşık 1.000 fit karelik (yaklaşık 93 m2) bir çatı yüzeyine uygulasaydınız, yaklaşık 10 kilovat soğutma gücü elde edebileceğinizi tahmin ediyoruz. Bu, çoğu evde kullanılan merkezi klima ünitelerinden daha güçlü.”

Ruan ve meslektaşları BaSO4’ü, sıcaklığı belirlemek için gerilimi ölçen yüksek hassasiyetli cihazlar olan termokupl kullanarak test ettiler. Geceleyin BaSO4 yüzeylerinin çevre havasından 19°F (10,56°C) daha soğuk olduğunu gözlemlediler. Yoğun güneş ışığında etki o kadar aşırı olmasa da yine de çarpıcı: 8°F (4,4°C) soğuma.

Araştırmacılar boyanın soğuk havada da çalıştığını bile gördüler. 43°F (6°C) sıcaklığında bir gündeki testte BaSO4 uygulanan yüzey 25°F (-3,8°C) idi. Testleri ayrıca BaSO4’ün dış mekânda kullanılabilecek kadar dayanıklı olduğunu gösteriyor.

Radyatif soğutma boyaları alanındaki araştırmalar 1970'lere kadar uzanıyor, ancak Bay Ruan'ın ekibi BaSO4 üzerine yalnızca son altı yıldır çalışıyor. Bu süreçte 100'den fazla yansıtıcı malzemeyi incelediler ve bunları elliye yakın deneysel formülasyonda test ettiler.

Baş yazar, doktora sonrası araştırmacı Xiangyu Li açıklıyor: “Çeşitli ticari ürünleri, kısacası beyaz olan her şeyi inceledik. Bariyumsülfat kullanarak teorik olarak ürünleri çok, çok yansıtıcı yapabileceğimizi, yani çok, çok beyaz hale getirebileceğimizi keşfettik.”

Aynı ekip tarafından geçen sonbaharda geliştirilen en beyaz beyaz boya, kabuklarda, kayalarda ve kara tahta tebeşirinde yaygın olarak bulunan bir bileşik olan kalsiyum karbonata dayanıyordu.

Ekip, boyaya olabildiğince çok küçük BaSO4 parçacığı ekledi. Li şöyle diyor: “Bir şeyi beyaz yapmak için daha yüksek yoğunlukta parçacık tercih edilir, ancak yoğunluğu çok fazla artıramazsınız. Yoğunluk arttıkça boya daha kolay kırılıyor veya pullanıyor.”

Ekipin BaSO4 formülünü bu kadar yansıtıcı yapan bir diğer faktör, araştırmacıların farklı boyutlarda bariyumsülfat parçacıkları kullanmış olmaları. Işığı yansıtmak söz konusu olduğunda, parçacık boyutu önemlidir.

Joseph Peoples, ortak yazar ve doktora öğrencisi, şöyle açıklıyor: "Farklı boyutlardaki parçacıkların yüksek yoğunluğu boyaya en geniş spektral saçılımı kazandırır; bu da en yüksek yansıtmayı sağlar."

Ekip tarafından kullanılan formülasyon yöntemi ticari boya üretimi ile uyumludur.

Purdue, BaSO4 için patent başvurusunda bulundu, ancak henüz ticarileştirmeyi planlamıyor.

Bununla birlikte, ne kadar erken piyasaya sürülürse o kadar iyi olur. ABD'de şu anda enerji tüketiminin %12'si klima tarafından alınıyor. Ayrıca birçok klima hidroflorokarbonlar (HFC) kullanıyor. HFC'ler sera gazlarının yalnızca küçük bir yüzdesini oluştursa da, karbondioksite kıyasla binlerce kat daha fazla ısı tutuyorlar.

BaSO4 böylece enerji tüketimini ve HFC emisyonlarını azaltarak iklim ısınmasıyla mücadelede rol oynayabilir.

Bu makale Robby Berman İlk olarak Nisan 2021'de Big Think'te yayınlandı. Ağustos 2022'de güncellendi. Nisan 2023'te artofroof.com tarafından çevrildi. Kaynak