Podczas gdy ultra czarne materiały mogą pochłaniać ponad 99,96% światła słonecznego, super biała powłoka może odbijać 95,5% wszystkich trafiających w nią promieni.

Dotychczas stosowane „farby odbijające ciepło”, mogą odbijać tylko 80-90 procent światła słonecznego. Ich stosowanie nie pozwala jednak na uzyskanie temperatury niższej od temperatury otoczenia. Dzięki nowej super białej farbie pomalowane nią przedmioty mogą ochładzać się do temperatury niższej niż temperatura otoczenia.

– Ma to kluczowe znaczenie dla szerokiego zastosowania chłodzenia radiacyjnego i złagodzenia efektu globalnego ocieplenia – mówi inżynier Xiulin Ruan z Purdue University w Indianie.

Nowa farba akrylowa została wykonana przy użyciu wypełniaczy z węglanu wapnia o dużym stężeniu cząstek i szerokim zakresie rozmiarów, które mogą skutecznie rozpraszać wszystkie długości fal widma słonecznego. Matryca farby ma również pik rezonansu wibracyjnego, który zapewnia odbicie dużej ilości ciepła na zewnątrz, z szybkością znacznie wyższą niż to, co mogą osiągnąć inne farby chłodzące.

Podczas dwóch dni testów terenowych w różnych lokalizacjach i przy różnych warunkach pogodowych, naukowcy przetestowali właściwości chłodzenia radiacyjnego farby i stwierdzili, że może ona rozpraszać 95,5% światła słonecznego, pozostając 10 st. C poniżej temperatury otoczenia w nocy i co najmniej 1,7 st. C poniżej temperatury otoczenia w dzień.

W porównaniu z powierzchniami pokrytymi farbami obecnie dostępnymi w handlu, obiekty pomalowane farbą z węglanu wapnia utrzymywały znacznie niższe temperatury w ujęciu podczerwonym. Co więcej, nowa farba jest nakładana i wysycha w podobny sposób, jak tradycyjne, do tego jest odporna na ścieranie, wodoodporna i może wytrzymać warunki pogodowe przez co najmniej trzy tygodnie (obecnie trwają dłuższe próby).

Nasza farba jest kompatybilna z procesem produkcyjnym farby handlowej, a jej koszt może być porównywalny lub nawet niższy. Kluczem jest zapewnienie niezawodności farby tak, aby była ona opłacalna w długotrwałych zastosowaniach na zewnątrz – mówi Ruan.

Testy trwają

Autorzy twierdzą, że ich farba jest najlepszą pod względem wydajności potwierdzoną opcją chłodzenia radiacyjnego, chociaż przyznają, że podczas przeglądu ich wyników inny zespół opublikował artykuł, w którym argumentuje, że farba chłodząca powinna zawierać wysokie stężenia cząstek o szerokiej przerwie energetycznej. Sugerują również włączenie polimerów na bazie fluorowęglowodorów, które wykazują wysoką odporność na warunki atmosferyczne.

„Wiele tradycyjnych białych farb, zaprojektowanych z myślą o trwałości, wykazuje z czasem spadek współczynnika odbicia światła słonecznego. Materiały takie jak spoiwa na bazie fluoropolimerów mogą zwiększyć żywotność współczynnika odbicia, a tym samym obniżyć uśrednione w roku koszty” – wyjaśnia inny niedawny artykuł.

Stworzenie jednowarstwowej farby, która może odbijać ciepło bezpośrednio w przestrzeń kosmiczną bez użycia energii, byłoby ogromną wygraną w przypadku kryzysu klimatycznego, ponieważ chłodzenie jest zwykle zasilane paliwami kopalnymi i ma duży ogólny wpływ na globalne ocieplenie.

Recepta na kryzys

W okresie letnim wiele nowoczesnych budynków uruchamia klimatyzatory, które schładzają powietrze wewnątrz, a ciepło z wnętrza budynku wypychają na zewnątrz. To, wraz z nadmiarem ciepła generowanym przez energię zużywaną do działania klimatyzatora, przyczynia się do przekształcania miast w „wyspy ciepła” i dodatkowo zaostrza globalne ocieplenie.

Chłodzenie radiacyjne to technologia pasywna, która opiera się na obijaniu ciepła z budynku w przestrzeń. Niestety, jest znacznie trudniejsza do osiągnięcia. Od lat 70. naukowcy próbują dowiedzieć się, jak sprawić, aby budynki mogły odbijać wystarczającą ilość światła słonecznego tak, żeby pasywne chłodzenie było bardziej skuteczne niż aktywny klimatyzator.

Niektórzy próbują stworzyć tzw. „odwrócone ogniwa słoneczne”, które mogłyby przechwytywać część ciepła „wypychanego” z budynków i przekształcać je w energię. W tej chwili to wciąż tylko koncepcje i nie jest jasne, czy takie urządzenia mogą faktycznie działać poza zwykłą symulacją.

Nowa farba musi jeszcze przejść kilka testów, ale patenty zostały już zgłoszone. Nazwa nie została jeszcze ujawniona.