Oamenii de știință au creat cea mai albă vopsea din lume. Reflectă 98,1% din lumina Soarelui și poate răci clădiri fără aer condiționat

Menținerea clădirilor la temperaturi confortabile devine tot mai dificilă pe măsură ce temperaturile globale cresc, iar utilizarea aparatelor de aer condiționat este în continuă expansiune. Deși aceste sisteme oferă confort, ele consumă cantități mari de energie electrică și contribuie la creșterea emisiilor de gaze cu efect de seră.

Din acest motiv, cercetătorii caută soluții care să reducă încălzirea clădirilor încă dinainte ca aceasta să se producă. Una dintre cele mai promițătoare idei este reflectarea unei cantități cât mai mari din lumina solară.

O echipă de ingineri de la Universitatea Purdue din Statele Unite, condusă de profesorul Xiulin Ruan, susține că a făcut un pas important în această direcție, dezvoltând o vopsea albă cu o capacitate excepțională de reflecție, capabilă să răcească suprafețele în mod natural chiar și în bătaia directă a soarelui, potrivit Times of india.

Reflectă 98,1% din lumina Soarelui

Noua vopsea a fost concepută pentru a reflecta aproape întreaga energie solară care ajunge pe acoperișuri și pereți, împiedicând încălzirea acestora.

Măsurătorile efectuate în laborator au arătat că materialul reflectă aproximativ 98,1% din lumina Soarelui, depășind atât performanțele vopselelor albe obișnuite pentru exterior, cât și ale unei versiuni experimentale dezvoltate anterior de aceeași echipă.

La prima vedere, diferența poate părea redusă. Însă, atunci când este aplicată pe acoperișul unei clădiri expuse ore întregi la soare, această îmbunătățire poate avea un efect semnificativ asupra temperaturii.

În mod obișnuit, chiar și vopselele albe absorb suficientă energie solară pentru a se încălzi. Produsele speciale destinate acoperișurilor reflectă, în general, între 80% și 90% din lumina solară, ceea ce înseamnă că suprafața rămâne totuși mai caldă decât aerul din jur.

Rezultatele cercetării au fost publicate în revista științifică ACS Applied Materials & Interfaces, unde autorii descriu noua formulă drept unul dintre cele mai performante straturi de răcire radiativă dezvoltate până în prezent.

Secretul celei mai albe vopsele din lume

Performanța ridicată nu a fost obținută doar prin adăugarea unei cantități mai mari de pigment alb.

Cercetătorii au ales sulfatul de bariu (BaSO₄) ca ingredient principal, după ce au comparat numeroase materiale albe existente în natură. Acest compus este deja utilizat în produse precum cosmeticele și hârtia fotografică datorită culorii sale foarte deschise și proprietăților optice excelente.

La fel de importantă este și dimensiunea particulelor din compoziția vopselei. În loc să folosească particule identice, inginerii au combinat particule de dimensiuni diferite. Fiecare reflectă alte lungimi de undă ale luminii, iar împreună reușesc să trimită înapoi în atmosferă o parte mult mai mare din spectrul solar.

În același timp, cercetătorii au avut grijă ca formula să rămână rezistentă în timp, deoarece o concentrație prea mare de particule ar fi făcut ca vopseaua să crape sau să se exfolieze.

Cu cât poate răci o clădire

Testele efectuate în exterior au arătat că vopseaua poate reduce temperatura suprafețelor mai mult decât umbra naturală sau acoperirile convenționale.

În timpul zilei, sub soare puternic, suprafețele acoperite cu noua vopsea au fost, în medie, cu aproximativ 4,5°C mai reci decât aerul înconjurător.

După apus, când răcirea radiativă devine și mai eficientă, temperatura suprafețelor a fost măsurată la aproximativ 10,5°C sub temperatura aerului.

Efectul a fost observat și iarna. Într-un test realizat la o temperatură a aerului de aproximativ 6°C, suprafața vopsită a rămas în continuare considerabil mai rece decât mediul înconjurător.

Potrivit cercetătorilor, acoperirea unui acoperiș de aproximativ 93 de metri pătrați (1.000 de picioare pătrate) cu această vopsea poate produce un efect de răcire echivalent cu aproximativ 10 kilowați, în condiții favorabile. Această valoare depășește capacitatea de răcire a multor sisteme rezidențiale de aer condiționat, deși performanța reală depinde de climă, proiectarea clădirii și condițiile meteorologice.

Șase ani de cercetări și experimente

Deși produsul final seamănă cu o vopsea albă obișnuită, dezvoltarea sa a necesitat aproximativ șase ani de experimente.

Echipa de la Universitatea Purdue a analizat peste 100 de materiale candidate pentru răcirea radiativă pasivă, înainte de a selecta doar câteva pentru teste detaliate.

O versiune anterioară utiliza carbonat de calciu, un material prezent în roci și cochilii. Aceasta oferea deja rezultate foarte bune, însă trecerea la sulfatul de bariu a permis creșterea și mai mult a gradului de reflecție a luminii solare, fără modificări majore ale procesului de fabricație.

Ar putea reduce consumul de energie

Cercetătorii spun că noua formulă poate fi produsă folosind tehnologii deja utilizate de industria vopselelor, ceea ce face posibilă fabricarea ei la scară comercială.

Testele au arătat, de asemenea, că materialul rezistă în condiții de exterior la un nivel comparabil cu vopselele arhitecturale existente.

Universitatea Purdue a depus cereri de brevet pentru această tehnologie, iar cercetarea a fost finanțată de Cooling Technologies Research Center și de US Air Force Office of Scientific Research.

Specialiștii consideră că astfel de acoperiri ar putea reduce semnificativ consumul de energie pentru răcirea locuințelor, birourilor, depozitelor și clădirilor industriale din zonele cu climă caldă.

Deși este puțin probabil ca această tehnologie să elimine complet necesitatea aparatelor de aer condiționat, mai ales în perioadele de caniculă extremă sau umiditate ridicată, ea ar putea reduce considerabil timpul de funcționare al acestora și, implicit, consumul de energie.