Σε μια προσπάθεια για τον περιορισμό της υπερθέρμανσης του πλανήτη, επιστήμονες του Πανεπιστημίου Purdue, στις ΗΠΑ δημιούργησαν το λευκό χρώμα που δεν υπήρχε μέχρι σήμερα. Πρόκειται για μία μπογιά που αντανακλά τουλάχιστον το 98% των ακτίνων του ήλιου, μειώνοντας τη θερμοκρασία των βαμμένων επιφανειών κατά 4,5 βαθμούς Κελσίου. Αυτό σημαίνει ότι σε όσα κτίρια χρησιμοποιηθεί η συγκεκριμένη μπογιά, θα έχουν περισσότερη δροσιά στο εσωτερικό τους αφού μπορεί επίσης να διατηρήσει τις επιφάνειες πιο δροσερές από τη σύνθεση που είχαν δείξει προηγουμένως οι ερευνητές .
Αυτό συνεπάγεται μείωση της χρήσης των συστημάτων κλιματισμού (air conditioners) και κατ’ επέκταση μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία συχνά παράγεται από ορυκτά καύσιμα, η καύση των οποίων επιβαρύνει την κλιματική αλλαγή.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η υπερθέρμανση του πλανήτη θα ήταν δυνατό να αντιστραφεί, εάν οι στέγες των κτιρίων (ή περίπου το 1% της επιφάνειας της Γης) καλύπτονταν με το νέο λευκό χρώμα.
«Εάν επρόκειτο να χρησιμοποιήσετε αυτό το χρώμα για να καλύψετε μια περιοχή στέγης περίπου 1.000 τετραγωνικών ποδιών, εκτιμούμε ότι θα μπορούσατε να πάρετε μια δύναμη ψύξης 10 kilowatt. Αυτό είναι πιο ισχυρό από τα κεντρικά κλιματιστικά που χρησιμοποιούνται από τα περισσότερα σπίτια », δήλωσε ο Xiulin Ruan, καθηγητής μηχανολόγων μηχανικών Purdue .
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτό το λευκό μπορεί να είναι το πλησιέστερο ισοδύναμο του μαύρου μαύρου, « Vantablack », το οποίο απορροφά έως και 99,9% του ορατού φωτός. Η νέα λευκή σύνθεση χρωμάτων αντανακλά έως και 98,1% του φωτός του ήλιου – σε σύγκριση με το 95,5% του φωτός του ήλιου που αντανακλάται στο προηγούμενο εξαιρετικά λευκό χρώμα των ερευνητών – και στέλνει την υπέρυθρη θερμότητα μακριά από μια επιφάνεια ταυτόχρονα.
Το τυπικό εμπορικό λευκό χρώμα γίνεται πιο ζεστό και όχι πιο κρύο. Τα χρώματα στην αγορά που έχουν σχεδιαστεί για να απορρίπτουν τη θερμότητα αντανακλούν μόνο το 80% -90% του ηλιακού φωτός και δεν μπορούν να κάνουν τις επιφάνειες πιο δροσερές από το περιβάλλον τους.
Το ερευνητικό έγγραφο της ομάδας που δείχνει πώς λειτουργεί το χρώμα δημοσιεύεται την Πέμπτη (15 Απριλίου) ως εξώφυλλο του περιοδικού ACS Applied Materials & Interfaces.
Τι κάνει το χρώμα τόσο λευκό
Δύο χαρακτηριστικά δίνουν στο χρώμα την ακραία λευκότητά του. Το ένα είναι η πολύ υψηλή συγκέντρωση χρώματος μιας χημικής ένωσης που ονομάζεται θειικό βάριο, η οποία χρησιμοποιείται επίσης για να κάνει το φωτογραφικό χαρτί και τα καλλυντικά λευκά.
«Εξετάσαμε διάφορα εμπορικά προϊόντα, βασικά οτιδήποτε είναι λευκό», δήλωσε ο Xiangyu Li, ερευνητής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, ο οποίος εργάστηκε σε αυτό το έργο ως Purdue Ph.D. μαθητής στο εργαστήριο του Ρουάν. «Βρήκαμε ότι χρησιμοποιώντας θειικό βάριο, θεωρητικά μπορείτε να κάνετε τα πράγματα πραγματικά ανακλαστικά, πράγμα που σημαίνει ότι είναι πραγματικά λευκά.»
Το δεύτερο χαρακτηριστικό είναι ότι τα σωματίδια θειικού βαρίου έχουν διαφορετικά μεγέθη στη βαφή. Το πόσο κάθε σωματίδιο διασκορπίζει το φως εξαρτάται από το μέγεθός του, έτσι ένα μεγαλύτερο εύρος μεγεθών σωματιδίων επιτρέπει στο χρώμα να διασκορπίζει περισσότερο από το φάσμα του φωτός από τον ήλιο.
«Η υψηλή συγκέντρωση σωματιδίων που είναι επίσης διαφορετικά μεγέθη δίνει στο χρώμα την ευρύτερη φασματική σκέδαση, η οποία συμβάλλει στην υψηλότερη ανάκλαση», δήλωσε ο Joseph Peoples φοιτητής μηχανολογίας.
Υπάρχει λίγος χώρος για να γίνει το χρώμα πιο λευκό, αλλά όχι πολύ χωρίς να διακυβεύεται το χρώμα.
«Αν και μια υψηλότερη συγκέντρωση σωματιδίων είναι καλύτερη για να κάνεις κάτι λευκό, δεν μπορείς να αυξήσεις την συγκέντρωση πάρα πολύ. Όσο υψηλότερη είναι η συγκέντρωση, τόσο πιο εύκολο είναι το χρώμα να σπάσει ή να ξεφλουδίσει », είπε ο Li.
Πώς το λευκό χρώμα είναι πιο δροσερό
Η λευκότητα του χρώματος σημαίνει επίσης ότι το χρώμα είναι πιο δροσερό. Χρησιμοποιώντας εξοπλισμό ανάγνωσης θερμοκρασίας υψηλής ακρίβειας που ονομάζεται θερμοστοιχεία, οι ερευνητές απέδειξαν σε εξωτερικούς χώρους ότι το χρώμα μπορεί να διατηρήσει τις επιφάνειες 19 βαθμούς Φαρενάιτ πιο δροσερές από το περιβάλλον τους, τη νύχτα. Μπορεί επίσης να δροσίσει, επιφάνειες 8 βαθμούς Φαρενάιτ κάτω από το περιβάλλον τους κάτω από έντονο ηλιακό φως κατά τις μεσημεριανές ώρες.
Η ηλιακή ανάκλαση του χρώματος είναι τόσο αποτελεσματική που λειτούργησε ακόμη και στα μέσα του χειμώνα. Κατά τη διάρκεια μιας εξωτερικής δοκιμής με θερμοκρασία περιβάλλοντος 43 βαθμούς Φαρενάιτ, το χρώμα κατάφερε ακόμη να μειώσει τη θερμοκρασία του δείγματος κατά 18 βαθμούς Φαρενάιτ.
Αυτή η λευκή μπογιά, είναι το αποτέλεσμα έξι ετών έρευνας που βασίζεται σε προσπάθειες που ξεκινούν από τη δεκαετία του 1970, για την ανάπτυξη ακτινοβολίας βαφής ψύξης ως εφικτή εναλλακτική λύση έναντι των παραδοσιακών κλιματιστικών.
Το εργαστήριο του Ruan είχε εξετάσει πάνω από 100 διαφορετικά υλικά, τα περιόρισε σε 10 και δοκίμασε περίπου 50 διαφορετικά σκευάσματα για κάθε υλικό. Η προηγούμενη εξαιρετικά λευκή βαφή τους, ήταν μια σύνθεση από ανθρακικό ασβέστιο, μία ένωση που συνήθως υπάρχει σε βράχους και κοχύλια.
Οι ερευνητές έδειξαν στη μελέτη τους ότι το εμπορικό χρώμα, το χρώμα τους με βάση το θειικό βάριο μπορεί δυνητικά να χειριστεί εξωτερικές συνθήκες. Η τεχνική που χρησιμοποίησαν οι ερευνητές για τη δημιουργία του χρώματος είναι επίσης, συμβατή με την εμπορική διαδικασία κατασκευής χρωμάτων.
Πηγή: purdue.edu
