Ученые создали ультрабелую краску
Время на прочтение: 3 минут(ы)
На раскаленном летном поле в разгар у экипажа самолета нет другого выбора, кроме как включить кондиционер, чтобы обеспечить комфорт себе и своим пассажирам. Ученые хотят сократить потребление энергии используя новую ультрабелую краску, которая может отражать до 97,9% солнечного света.
Эта специальная краска обладает потенциалом для охлаждения обшивки самолетов, автомобилей, поездов и даже космических кораблей. Поскольку наша планета нагревается из-за антропогенного изменения климата, краска может стать инновационным, пассивным способом сохранения прохлады и в помещениях. Другими словами ультрабелая краска могла бы снизить нашу зависимость от потребляющих энергию и выделяющих тепло кондиционеров, которые способствуют глобальному потеплению.
Разработка стала продолжением работы над формулой краски, которая была слишком густой и тяжелой, чтобы ее можно было наносить на что-то, кроме стационарных конструкций. Теперь исследователи говорят, что они её усовершенствовали и теперь её можно использовать для транспортных средств. В статье, опубликованной в понедельник в журнале Cell Reports Physical Science, команда поделилась подробностями своего нового и улучшенного продукта.
“Сокращение веса открывает двери для новых областей применения”, — говорит Джордж Чиу, инженер-механик Университета Пердью, в своем заявлении.
Весной прошлого года команда из Пердью представила первую ультрабелую краску — продукт настолько белый, что он установил мировой рекорд Гиннесса. Ключевым элементом был сульфат бария, который позволял краске отражать 98,1% солнечного света и охлаждать поверхности на 19 градусов по Фаренгейту по сравнению с окружающей средой.
Для сравнения, краски, представленные сегодня на рынке, могут отражать только от 80 до 90 процентов солнечного света, что означает, что поверхности, покрытые имми, нагреваются сильнее. Используя ультрабелую краску ученые добились эффекта охлаждения, без дополнительного расхода энергии.
“Конечно, кондиционеры могут охлаждать ваш дом, но они лишь переносят тепло изнутри дома наружу — тепло выбрасывается в атмосферу», — сказал в прошлом году журналу Smithsonian инженер-механик из Purdue, который помог разработать краску.
Наша краска не потребляет никакой энергии, но, что более важно, она отражает тепло в космос. Тепло не остается на Земле, так что это действительно помогает нашей планете остыть и может остановить тенденцию к потеплению.
Однако для достижения таких результатов инженерам пришлось нанести слой толщиной не менее 400 микрон. Подобная толщина подходит для прочных стационарных конструкций, таких как крыша дома или стены промышленного здания. Но, по мнению исследователей, для средств передвижения, а также объектов с определенными требованиями к размеру и весу краска действительно должна быть тоньше и легче.
Предыдущая итерация (слева) требовала нанесение слоя толщиной 0,4 миллиметра для достижения отражения лучей и охлаждения ниже температуры окружающей среды. Новая рецептура позволяет добиться аналогичного охлаждения слоем толщиной всего 0,15 миллиметра.
Поэтому, инженеры вернулись в лабораторию и начали работать над химическим составом ультрабелой краски. В их новой формуле используется гексагональный нитрид бора, вещество, часто используемое в смазочных материалах. Гексагональный нитрид бора рассеивает солнечный свет, отражая до 97,9 процента солнечных лучей, и наносится толщиной всего 150 микрон. По словам исследователей, новая краска также обладает высокой пористостью, с воздушными пустотами, что помогло снизить ее вес примерно на 80 процентов по сравнению с более ранней версией.
“Преимущества краски в том, что она экономит на счетах за электричество и в то же время способствует спасению Земли”, — сказал инженер-механик Университета Теннесси Сянъю Ли, который помогал разрабатывать краску во время учебы в Пердью, но не является автором нового исследования.
Теоретически, если сделать краску более легкой и разбавленной, это должно снять вообще все ограничения на применение. За время, прошедшее с момента выхода первой «версии», с учёными связались производители космических аппаратов, архитекторы и даже производители одежды и обуви. В настоящее время команда обсуждает возможность коммерциализации и более широкого применения изобретения.
Использованы материалы:
https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2022/Q4/worlds-whitest-paint-now-thinner-than-ever,-ideal-for-vehicles.html
https://www.indystar.com/story/news/environment/2021/12/23/purdue-university-invents-whitest-white-paint-world-fight-climate-crisis/8529610002/
7