Команда американских инженеров разработала самую белую и, следовательно, самую холодную краску в мире, способную отражать 98,1% солнечного света, падающего на ее поверхность.
Исследователи из Университета Пердью в США говорят, что краска может повысить энергоэффективность за счет снижения зависимости от кондиционирования воздуха.
Вещи кажутся белыми, когда они отражают все длины волн видимого света. Точно так же темные или черные объекты поглощают весь видимый свет. Это позволяет относительно легко оценивать «белизну» или «черноту» объектов - просто измерьте, сколько света отражается.
В 2014 году группа британских исследователей представила «Vantablack», соединение, которое с помощью наноструктур поглощает 99,965% всего света, который с ним взаимодействует. Эта новая краска использует аналогичную логику для достижения противоположного результата: в ней используются наноразмерные структуры, отражающие как можно больше света.
Хотя краска еще не может отражать столько света, сколько поглощает черный «Vantablack», она отражает значительно больше, чем предыдущая «самая белая» краска: состав, объявленный той же командой исследователей Университета Пердью в октябре 2020 года, который отражает 95,5% солнечного света.
Новая краска в основном состоит из сульфата бария, который используется в качестве коммерческого отбеливателя в косметике и фотобумаге.
Инфракрасная камера показывает, как образец самой белейшей белой краски (темно-фиолетовый квадрат в центре) на самом деле охлаждает подложку ниже температуры окружающей среды, чего не делают даже коммерческие краски, отводящие тепло. Фото: Purdue University/Joseph Peoples
«Мы изучили различные коммерческие продукты, в основном все белые», - говорит Сяню Ли, научный сотрудник Массачусетского технологического института, который работал над этим проектом в рамках своей докторской диссертации в Университете Пердью. «Мы обнаружили, что с помощью сульфата бария теоретически можно сделать вещи действительно впрямь отражающими, а это значит, что они действительно очень белые».
Частицы сульфата бария имеют различные размеры, что позволяет им рассеивать больше лучей солнечного света.
«Высокая концентрация частиц, которые также имеют разный размер, дает краске самое широкое спектральное рассеяние, что способствует наивысшей отражательной способности», - говорит Джозеф Пиплс, аспирант Университета Пердью.
Хотя цвет может быть немного белее, это сделает менее эффективную краску.
«Хотя более высокая концентрация частиц лучше для создания чего-то белого, вы не можете слишком сильно увеличить концентрацию», - говорит Ли. «Чем выше концентрация, тем легче краска ломается или отслаивается».
В настоящее время исследования показывают, что краска может выдерживать внешние условия и может производиться в коммерческих целях.
Высокая отражательная способность краски означает, что она может сохранять поверхности намного холоднее, чем ее окружение, что с трудом удается сделать с помощью коммерческих белых красок. Инженеры обнаружили, что краска может сделать поверхности на 11°C холоднее, чем их окружение ночью, и на 4°C холоднее в середине дня.
«Если бы вы использовали эту краску для покрытия крыши площадью около 1000 квадратных футов, мы оценили, что вы могли бы получить охлаждающую мощность в 10 киловатт», - говорит Сюлин Жуань, профессор машиностроения в Университете Пердью и руководитель исследовательской группы. «Это более мощности, чем дают центральные кондиционеры, используемые в большинстве домов».
Команда подала патент на свою холодную белую краску.
Описание краски опубликовано в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
Источник: Cosmos Magazine
