Исследователи из Университета Пердью разработали новую белую краску, которая может отражать более 95 процентов солнечного света и может охлаждать поверхность даже ниже температуры окружающей среды. Окрашивание здания новой краской может помочь сократить расходы на охлаждение и сократить потребление энергии.
Основным физическим фактом является то, что белые поверхности и объекты отражают больше света и, следовательно, остаются более холодными. Теоретически это можно было бы использовать для охлаждения зданий - в конце концов, кондиционер - один из самых больших потребителей энергии в летние месяцы, и исследования показывают, что окраска зданий в белый цвет может охладить целые города.
За прошедшие годы было разработано множество различных красок с радиационным охлаждением (охлаждением за счет излучения - технологией пассивного охлаждения, которая действует путем отражения солнечного света), отражающих солнечный свет с использованием стекла, тефлона или, чаще всего, диоксида титана. Но у всех есть свои недостатки.
Для нового исследования в Университете Пердью разработали новый рецепт. Вместо диоксида титана они использовали наполнители из карбоната кальция (CaCO3), которых намного больше, они дешевле и поглощают меньше ультрафиолетового света, поэтому они остаются более прохладными. Акриловая краска также содержит высокую концентрацию частиц 60% и обширно использует частицы различного размера, которые (и то и другое) помогают рассеивать больше солнечного света.
В общей сложности новая краска с радиационным охлаждением может отражать 95,5% падающего на нее света. Это лучше, чем у многих других красок, находящихся в разработке, которые имеют параметры отражения в пределах от 80 до 90 процентов, хотя и отстает от рекордсмена - тефлонового покрытия, которое отражает 98 процентов света.
Инфракрасное изображение, на котором сравнивается температура новой краски с радиационным охлаждением (слева) и коммерческого образца краски (справа). Фото: Joseph People
Команда тестировала новое покрытие на открытом воздухе в течение двух дней и показала, что под прямыми солнечными лучами оно на 1,7°C ниже температуры окружающей среды, демонстрируя охлаждающую способность 37 Вт/м2. Ночью температура краски упала на 10°C ниже температуры окружающей среды.
В другом наборе тестов исследователи нарисовали одни части рисунка новой краской, а другие - обычной белой краской той же толщины. Используя инфракрасную камеру, они могли четко видеть узор благодаря разнице температур между двумя материалами.
Инфракрасное изображение рисунка буквы P, окрашенной новой светоотражающей краской, которое явно холоднее окружающей поверхности. Фото: Xiangyu Li
Команда говорит, что новая краска может не только помочь охлаждать здания, но и предотвратить перегрев наружных электрических систем. Но чтобы убедиться, что она коммерчески жизнеспособна, исследователи в следующий раз планируют изучить, насколько хорошо и как долго она сохраняется в элементах конструкций.
«Наша краска совместима с производственным процессом коммерческой краски, и ее стоимость может быть сопоставимой или даже ниже», - говорит Сюлинь Руань, автор исследования. «Ключевым моментом является обеспечение надежности и прочночть краски, чтобы она была жизнеспособной при длительном применении на открытом воздухе».
Джозеф Пипл измеряет на крыше здания температуру новой белой краски с помощью инфракрасной камеры. Фото: Jared Pike
Исследование было опубликовано в журнале Cell Reports Physical Science.
Источник: New Atlas / Purdue University
