Nejlepší barva je zde, je nejžhavější. Může pomoci omezit globální oteplování

Sioulin Rouen, profesor strojírenství na univerzitě v Purdue, drží rekord v nejslabší barvě ve své laboratoři. Zápočet: Purdue University / ared ared Pike

Nové nátěry mohou pomoci budovám méně spoléhat na klimatizaci.

Aby zastavili globální oteplování, vytvořili inženýři z Purdue University dosud nejlepší barvu. Pokrytí budov touto barvou je jednoho dne může dostatečně ochladit, aby se snížila potřeba klimatizace, říkají vědci.

V říjnu tým vytvořil ultra-bílé barvivo, které omezovalo, jak může být bílé barvivo. Nyní to překonali. Nejen, že je novější barva bělejší, ale také může udržovat povrchy chladnější, než vědci dříve ukázali.

„Pokud jste touto barvou použili na pokrytí prostoru o rozloze asi 1000 čtverečních stop na střeše, odhadujeme, že můžete získat chladicí výkon 10 kW. Je výkonnější než centrální klimatizace používaná ve většině domácností, “říká Siulin Rouan, profesor strojírenství na Purdue.

Vědci se domnívají, že tato bílá barva může být nejblíže ekvivalentu barvy Vantablack, která absorbuje až 99,9% viditelného světla. Nejbělejší bílá barva odráží až 98,1% slunečního světla, ve srovnání s 95,5% slunečního světla odraženého předchozí UV barvou výzkumníků, přičemž vyzařuje z povrchu infračervené teplo.

Nejlepší infračervená barva

Infračervená kamera ukazuje, jak vzorek bílé barvy (tmavě fialový čtverec uprostřed) ve skutečnosti chladí desku pod okolní teplotu, což ani „komerční tepelně odolné“ barvy ne. Uznání: Purdue University / Joseph People

Typická komerční bílá barva spíše zahřívá než ochladí. Barvy na trhu, které jsou určeny k odpuzování tepla, odrážejí pouze 80% – 90% slunečního světla; nemohou ochladit povrchy více než jejich okolí.

Výzkumná práce týmu ukazující, jak barva funguje, byla zveřejněna 15. dubna 2021 jako obálka časopisu. Aplikace ACS և Rozhraní,

Co dělá nejbělejší barvu tak bílou?

Extrémní bělost dává barvě dvě vlastnosti. Jednou z nich je velmi vysoká koncentrace barviva, chemické látky zvané síran barnatý, která se také používá k výrobě bílého fotografického papíru a kosmetiky.

„Studovali jsme řadu komerčních produktů, většinou vše, co je bílé,“ řekl Xiangyu Li, postdoktorský výzkumník na Massachusetts Institute of Technology, který na projektu pracoval jako Purdue Ph.D. student v Rouen Lab. „Zjistili jsme, že při použití síranu barnatého můžete teoreticky opravdu, opravdu odrážet věci, což znamená, že jsou opravdu, opravdu bílé.“

Druhým rysem je, že částice síranu barnatého v barvách přicházejí v různých velikostech. Kolik světla jednotlivé částice rozptylují, závisí na jejich velikosti, takže širší rozsah velikostí částic umožňuje, aby barva rozptylovala více světelného spektra, než činí.

„Vysoké koncentrace částic různých velikostí dávají barvivu nejširší spektrální rozptyl, který přispívá k maximálnímu odrazu,“ uvedl Pe ozef Pulpz, Purdue Ph.D. student v oboru strojírenství.

K vybělení barvy je malý prostor, ale hodně bez poškození barvy.

„I když vyšší koncentrace částic je lepší pro výrobu něčeho bílého, nemůžete příliš zvýšit koncentraci. Čím vyšší je koncentrace, tím snáze se barva láme nebo odlupuje, “řekl Lee.

Jak je nejteplejší barva nejteplejší?

Bílost barvy znamená, že barva je nejteplejší v záznamu. Pomocí vysoképřesnost: zařízení zvané pár teploměrů, vědci zvenčí prokázali, že barva může držet povrchy na 19 stupních Fahrenheita v noci chladnější než jejich prostředí. Může ochladit oblasti kolem nich při teplotách až 8 stupňů Celsia během dne.

Sluneční odraz barvy je tak efektivní, že dokonce fungoval uprostřed zimy. Během venkovního testu, který měl teplotu 43 stupňů Fahrenheita, se barvě stále podařilo snížit teplotu vzorku o 18 stupňů Fahrenheita.

Tato bílá barva je výsledkem šestiletého výzkumu založeného na vývoji sálavé chladicí barvy v 70. letech jako skutečné verze tradičních klimatizací.

Rouenova laboratoř studovala více než 100 různých materiálů, zúžila je na 10 a testovala asi 50 různých formulací pro každý materiál. Jejich předchozí bílá barva byla vyrobena z uhličitanu vápenatého, hojné sloučeniny v půdě běžně se vyskytující ve skalních mořských ježcích.

Vědci ve svém výzkumu prokázali, že stejně jako komerční barvivo může být jejich barvivo na bázi síranu barnatého schopné regulovat vnější podmínky. Technika, kterou vědci vytvořili barvu, je kompatibilní s komerčním procesem výroby barev.

Odkaz. «Ultra bílý BaSO:4: Obrázky և Filmy pro pozoruhodné denní chlazení “od Xiangyu Li, Joseph Pe People, Peiyan Yao և Xiulin Ruan, 15. dubna 2021 Aplikace ACS և Rozhraní,
DOI: 10.1021 / acsami.1c02368:

Patentové přihlášky pro tuto aplikaci barvy byly podány prostřednictvím obchodního úřadu pro technologie Purdue Research Foundation. Tento výzkum byl podpořen výzkumným střediskem Purdue University Cooling Technologies Research Center գրասենյ Air Force Research Office prostřednictvím Instrumentačního programu Univerzity obrany (grant č. 427 FA9550-17-1-0368). Studie byla provedena v laboratoři FLEX v Purdue a v laboratořích Ray W. Herricka v Birck Nanotechnology Center v Purdue’s Discovery Park.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Skladování obnovitelné energie v kamenech místo lithiových baterií

V případě přebytku elektřiny z větru nebo slunce se energetická rezerva nabije. To se děje prostřednictvím systému kompresorů a turbín, které čerpají tepelnou...

Houby mohou léčit bakterie a obohatit půdu o živiny

Aeroskulární mykorhizní houby se rozprostírají přes dlouhé vláknité struktury zvané krásně až k zemi. Krásy, menší než lidské vlasy, lze vidět mezi kořeny...

Světlo zapíná barvy a vzory objektů

Nový systém využívá ultrafialové světlo, které se promítá na objekty natřené barvou aktivující světlo, ke změně reflexních vlastností barvy a vytváření obrazů během několika...

Ne! Je pravděpodobnější, že žádosti o půjčku zpracované kolem poledne budou zamítnuty

Úředníci bankovních půjček pravděpodobněji budou schvalovat žádosti o půjčky dříve a později během dne, zatímco „únava z rozhodování“ kolem poledne je spojena s nedodržováním...

Náročné modely před oddělením v Bothnian Bay

19. dubna 2021 Mořský led na severu Baltského moře vykazuje některé přesvědčivé vzory, než se na jaře roztaví a setře. Na rozdíl od mořského ledu, který...

Newsletter

Subscribe to stay updated.