Denne hvide maling holder overflader køligere end omgivelserne, selv under direkte sollys

Forskere har udviklet en hvid maling, der køler under temperaturen i dens omgivende omgivelser selv under direkte sollys. Deres forskning, offentliggjort 21. oktober i tidsskriftet Cell Rapporter Fysisk Videnskab , demonstrerer en strålingskølingsteknologi, der kunne bruges i kommerciel maling, som kunne være billigere at fremstille, og som passivt reflekterer 95,5 % af sollys, der når overfladen tilbage til det ydre rum. I modsætning, kommercielle "varmeafvisende malinger", der i øjeblikket er på markedet, afspejler kun 80%-90% af solbestrålingen og kan ikke opnå temperaturer under omgivelsestemperaturen.

I sommermånederne og i områder med varmt klima, de fleste bygninger er afhængige af konventionelle klimaanlæg til at overføre varme fra det indvendige miljø til det udendørs. Disse systemer kræver energi, udsender overskydende varme, der forvandler byer til "varmeøer, " og bidrage til klimakrisen. Men mens forskere har forsøgt at udvikle strålingskølende maling siden 1970'erne, tidligere udviklede malinger har ikke været i stand til at reflektere nok sollys til at fungere som levedygtige, kommercialiserede alternativer til traditionelle klimaanlæg.

"Det er en vedvarende opgave at udvikle en strålingskøleløsning under omgivelserne, der tilbyder en bekvem enkeltlags partikelmatrixmaling og høj pålidelighed, " siger Xiulin Ruan, en professor ved School of Mechanical Engineering ved Purdue University i Indiana og forfatter til undersøgelsen. "Dette er afgørende for den brede anvendelse af strålingskøling og for at lindre den globale opvarmningseffekt."

For at udvikle en kommercielt anvendelig radiativ kølemaling, Ruan og kolleger brugte calciumcarbonatfyldstoffer, en jordrige forbindelse, i stedet for standard titaniumdioxidpartikler, da fyldstofferne har store båndgab (energiforskelle mellem valenselektronbåndet og bunden af ​​ledningselektronbåndet), som hjælper med at minimere mængden af ​​ultraviolet lys, som malingen absorberer. Forskerne udnytter også en høj partikelkoncentration på 60 %, som øger sollysspredningen, samt en bred partikelstørrelsesfordeling i stedet for en enkelt partikelstørrelse for effektiv bredbåndsspredning.

For at demonstrere, hvor godt disse modifikationer forbedrede malingens strålingskølende evner, forskerne udførte køletests i West Lafayette, Indiana over en to-dages periode. Malingprøven forblev 10 C under omgivelsestemperaturen om natten og mindst 1,7 C under temperaturen i de omgivende omgivelser, når Solen var i zenit. (Køleeffekten blev vist at overstige 37W/m ² under direkte sol.) Ruan og hans team udførte derefter en anden test, hvor en del af et mønster blev malet med den nye maling, mens en anden del blev malet med en kommerciel hvid maling af samme tykkelse. Et infrarødt kamera afslørede, at den calciumcarbonat-baserede akrylmaling var i stand til at opretholde en lavere temperatur under direkte sollys end dens kommercielle modstykke.

Ruan forventer, at teknologien kan gavne en lang række industrier, herunder bolig- og erhvervsbygninger, datacentre, lagre, opbevaring af mad, automobil, udendørs elektrisk udstyr, militær infrastruktur, og brugskøretøjer. Malingen kan påføres direkte på bygninger for at reducere køleomkostningerne. Da malingen mangler metalliske komponenter, teleselskaber kan bruge det til at forhindre udendørs udstyr i at blive overophedet, et vigtigt skridt hen imod at aktivere et 5G-netværk.

"Denne maling kan endda bruges til at bekæmpe klimaændringer, da den afviser sollys og udstråler varme ud i rummet, siger Ruan.

Næste, forskerne planlægger at udføre langsigtede pålidelighedsundersøgelser for at teste malingens modstandsdygtighed over for eksponering for ultraviolet lys, støv, overflade vedhæftning, vand, og vaskemiddel for at sikre dets funktion som et kommercielt produkt.

"Vores maling er kompatibel med fremstillingsprocessen for kommerciel maling, og omkostningerne kan være sammenlignelige eller endda lavere, " siger Ruan. "Nøglen er at sikre pålideligheden af ​​malingen, så den er levedygtig i langsigtede udendørs applikationer."