У вигляді фарби «найбіліша біла» у світі відбиває стільки світла, що поверхні стають холоднішими за навколишнє повітря.
- Вчені з Університету Пердью створили найбіліший у світі білий колір у вигляді фарби.
- Ця нова фарба може охолоджувати поверхні, на які її наносять, що може зменшити потребу в кондиціонерах, які шкодять клімату.
- Це другий за білизною колір, коли-небудь створений цими дослідниками, які вважають, що це найбілий білий, якого будь-який матеріал теоретично може досягти.
Кілька років тому дослідники повідомили про створення найчорнішого зразка чорного — місця, де кольори ніби вмирають. Це був Vantablack, який поглинав так багато видимого світла, що лише незначна частина відбивалась від його поверхні і потрапляла до наших очей. (Вся світлова енергія розсіюється в підкладці, тож Vantablack не нагрівається).
У статті 2021 року в журналі ACS Applied Materials & Interfaces вчені з університету Пердью представили BaSO4 (сульфат барію) — найбілий із білих. BaSO4 практично непроникний для кольорів видимого спектра. Ще краще те, що це відкриття не лише «круте» в розмовному сенсі, а й має термічне значення.
Найхолодніший білий
Більшість фасадних фарб насправді нагрівають поверхні, на які їх наносять. Хоча на ринку вже є відбиваючі фарби, вони повертають лише 80–90 % сонячного світла, що недостатньо для охолоджувального ефекту.
Натомість з BaSO4 відбивається 98,1 % сонячного світла. Сюйлінь Жуань, провідний дослідник, заявив у пресрелізі: «Якщо ви використаєте цю фарбу, щоб покрити дах площею близько 1 000 квадратних футів (приблизно 93 м²), ми оцінюємо, що можна отримати холодопродуктивність у 10 кіловат. Це потужніше за центральні кондиціонери, які використовуються в більшості будинків.»
Пан Жуань та його колеги тестували BaSO4 за допомогою термопар — високоточних пристроїв, що вимірюють напругу для визначення температури. Вони встановили, що вночі поверхні з BaSO4 на 19°F (10,56°C) холодніші за навколишнє повітря. При яскравому сонці ефект не такий екстремальний, але все одно вражає: охолодження на 8°F (4,4°C).
Дослідники навіть помітили, що фарба працює за холодної погоди. Під час тесту в день із температурою 43°F (6°C) поверхня, покрита BaSO4, була 25°F (-3,8°C). Їхні випробування також показують, що BaSO4 достатньо стійкий для зовнішнього використання.
Дослідження в галузі радіаційних фарб для охолодження почалися ще в 1970-х роках, але команда пана Руана працює з BaSO4 лише шість років. На цьому шляху вони проаналізували понад 100 відбивних матеріалів і випробували їх у близько п’ятдесяти експериментальних формулах.
Перший автор, постдок Сянью Лі, пояснює: «Ми переглянули різні комерційні продукти, загалом усе, що біле. Ми виявили, що використовуючи сульфат барію, теоретично можна зробити продукти дуже, дуже відбиваючими, тобто дуже, дуже білими.»
Найбіліша біла фарба, розроблена тією самою командою минулої осені, базувалася на карбонаті кальцію — сполуці, яку зазвичай знаходять у мушлях, гірських породах та крейді для шкільних дощок.
Команда додала в фарбу якомога більше крихітних частинок BaSO4. Лі пояснює: «Хоча вища концентрація частинок бажана для більшої білизни, її не можна збільшувати безмежно. Чим вища концентрація, тим більше фарба тріскається або лущиться.»
Ще одним фактором, що робить формулу BaSO4 команди такою відбиваючою, є використання частинок сульфату барію різного розміру. Коли йдеться про відбивання світла, розмір має значення.
Джозеф Піплс, співавтор та аспірант, пояснює: «Висока концентрація частинок різного розміру надає фарбі найширше спектральне розсіяння, що сприяє найвищій відбивній здатності.»
Метод складання, який використовувала команда, сумісний із виробництвом комерційних фарб.
Університет Пердью подав заявку на патент для BaSO4, але його поки не планують виводити на ринок.
Однак чим раніше його введуть на ринок, тим краще. Наразі кондиціонування повітря становить 12% енергоспоживання в США. Крім того, багато кондиціонерів використовують гідрофторвуглеводні (ГФВ). Хоча ГФВ становлять лише невеликий відсоток парникових газів, вони затримують у тисячі разів більше тепла, ніж вуглекислий газ.
Отже, BaSO4 може відігравати роль у боротьбі зі зміною клімату, зменшуючи споживання енергії та викиди HFC.
Цю статтю Роббі Берман Спочатку опубліковано на Big Think у квітні 2021 року. Оновлено в серпні 2022 року. Перекладено artofroof.com у квітні 2023 року. Джерело
