В прошлом году инженеры из Университета Пердью использовали свой опыт в области материаловедения для производства самой белой краски в мире, способной отражать около 98% падающего солнечного света и, следовательно, обладающей большим потенциалом, когда речь идет об энергоэффективности зданий. Теперь команда внесла некоторые изменения в рецепт и выпустила более тонкую и легкую версию, которая, по их словам, идеально подходит для использования в автомобилях, поездах и самолетах.
Первоначальная версия ультрабелой краски обязана своей исключительной способностью отражать солнечный свет включению сульфата бария, химического соединения, используемого в фотобумаге и косметике. Он был добавлен в смесь в виде частиц разного размера с различной способностью рассеивать свет, что позволяло краске отражать большую часть спектра падающего солнечного света.
Обладая отражательной способностью 98,1%, этот материал намного превосходит отражательную способность имеющихся в продаже теплоотражающих красок с коэффициентом отражения от 80 до 90%. В ходе испытаний на наружных поверхностях команда обнаружила, что краска может значительно снизить их температуру по сравнению с окружающей средой и потенциально может производить охлаждающий эффект, сравнимый с обычными кондиционерами. Но у краски были свои недостатки.
«Чтобы достичь такого уровня радиационного охлаждения ниже температуры окружающей среды, нам пришлось нанести слой краски толщиной не менее 400 микрон», — сказал Сюлинь Жуань, разработавший краску. «Это нормально, если вы красите прочную стационарную конструкцию, например крышу здания. Но в приложениях, которые имеют точные требования к размеру и весу, краска должна быть тоньше и легче».
Поэтому команда придумала новый рецепт. Новый материал содержит нитрид бора в форме гексагональных нанопластинок и обладает коэффициентом отражения солнечного света 97,9%, то есть немного ниже оригинала, но при этом толщина слоев составляет всего 150 микрон. Эта новая краска не только тоньше, но и имеет меньшую плотность и поэтому весит примерно на 80% меньше.
Новая версия самой белой в мире краски (справа) по сравнению с более толстой предыдущей итерацией (слева). Фото: Purdue University photo/Andrea Felicelli.
«Этот легкий вес открывает двери для всех видов приложений», — сказал Джордж Чиу, профессор машиностроения из Университета Пердью. «Теперь у этой краски есть потенциал для охлаждения экстерьера самолетов, автомобилей или поездов. В самолете, стоящем на взлетной полосе в жаркий летний день, не нужно будет так сильно включать кондиционер, чтобы охлаждать салон, экономя большое количество энергии. Космические корабли также должны быть максимально легкими, и эта краска может быть частью этого».
Ученые говорят, что в настоящее время они ведут переговоры о коммерциализации своей краски и, подав патенты на технологию, с энтузиазмом относятся к открывающимся возможностям.
Автор с образцом самой белой краски в своей лаборатории. Фото: Purdue University/Jared Pike.
«Использование этой краски поможет охладить поверхности и значительно снизит потребность в кондиционировании воздуха», — сказал Сюлинь Жуань. «Это не только экономит деньги, но и снижает потребление энергии, что, в свою очередь, снижает выбросы парниковых газов. И в отличие от других методов охлаждения, эта краска излучает все тепло в дальний космос, что также напрямую охлаждает нашу планету. Удивительно, что краска может делать все это».
Исследование было опубликовано в журнале Cell Reports Physical Science.
Источник: Purdue University
