Den hvideste maling, der nogensinde er produceret, kan spare energi,

Ved middagstid på en solrig sommerdag, temperaturen på et konventionelt mørkt farvet fladt tag kan nå 150 grader Fahrenheit (65 grader Celsius), ifølge det amerikanske energiministerium. Denne varme vil også opvarme indersiden af ​​en bygning eller et hus, gør det nødvendigt at bruge aircondition - et energiforbrug, der igen ofte kræver afbrænding af fossile brændstoffer på elektriske kraftværker, hvis emissioner bidrager til udviklingen af ​​klimaændringer. Det er et bedeviling problem, der let kan løses, hvis vi kun havde tage, der reflekterede solenergi tilbage til himlen, i stedet for at absorbere det.

Den hvideste maling, der nogensinde er skabt

Derfor kan forskernes udvikling af den hvideste maling, der nogensinde er skabt-en "ultrahvid" formulering, der afspejler op til 98,1 procent af sollys-vise sig at være en virkelig stor ting i bestræbelserne på at reducere energiforbruget og bekæmpe opvarmningen af ​​vores planet. Gennembruddet er detaljeret i denne artikel, offentliggjort 15. april, 2021, i anvendte materialer og grænseflader, et tidsskrift for American Chemical Society (ACS).

"Denne maling afspejler ikke kun størstedelen af ​​sollyset for at undgå overophedning, men afkøler sig også koldere end luften omkring den, selv under direkte sollys, "Xiangyu Li, papirets første forfatter, siger via e -mail. Han er en postdoktor ved Massachusetts Institute of Technology, der arbejdede på projektet, mens han var på forskerskolen i Purdue. (Hans medforfattere omfatter Joseph Peoples, Peiyan Yao og tilsvarende forfatter Xiulin Ruan, professor i maskinteknik på Purdue, som leder universitetets nanoskala energitransport- og konverteringslaboratorium.)

"På en måde, det er effektivt et klimaanlæg uden at forbruge elektricitet, "Siger Li.

Malingen absorberer ikke kun meget lidt energi fra sollys, men det udsender også termisk energi i det infrarøde område tilbage til atmosfæren, så den bevæger sig ud og væk fra Jorden. "Begge effekter hjælper med at reducere el- eller kølebehov, "Siger Li.

Forskere har forsøgt at lave maling, der kunne bruges i passiv køling siden 1970'erne, men de fleste af dem har absorberet for meget sollys, så de ikke giver nogen kølende effekt i dagtimerne, Li forklarer. I de seneste år, forskere har også undersøgt eksotiske teknologier til at skabe lysreflekterende overflader, såsom flerlags nanonstrukturerede film, men disse løsninger har en tendens til at være dyre og ikke let skalerbare til bygninger, ifølge Li.

Det fik forskerne tilbage til at tro, at den bedste tilgang "er i form af partikel-polymer-komposit, der ligner kommerciel maling, "Li forklarer.

Almindelig hvid maling er ikke helt hvid nok til at hjælpe meget med passiv køling - den reflekterer kun 80 til 90 procent af sollys, og bliver faktisk varmere af at absorbere ultraviolet lys. Så, opgaven blev at finde en måde at gøre hvid maling endnu hvidere. Og det viste sig at være en udfordring.

"Vi prøvede først flere materialer med et højt elektronbåndsgab for at undgå solabsorbering, "Siger Li." Dog, malingen fremstod ofte halvgennemsigtig ved lav tykkelse på grund af manglende evne til at reflektere sollys. Under vores tidligere undersøgelser af kommercielle maling og teoretisk modellering, vi identificerede, at både høj koncentration og bred partikelstørrelsesfordeling var gavnlig. Da vi implementerede disse to tilgange, vi så malingopløsningen fremstå hvidere i forhold til tidligere forsøg. "

Som Li forklarede i en Purdue -pressemeddelelse, forskerne kiggede på "forskellige kommercielle produkter, stort set alt, hvad der er hvidt. "Til sidst, "[w] e fandt ud af, at ved hjælp af bariumsulfat, du kan teoretisk gøre tingene virkelig, virkelig reflekterende, hvilket betyder, at de virkelig er virkelig hvid. "

Du har måske hørt om bariumsulfat før. Det er de ting, som medicinske patienter tager i drikke- eller tabletform til at dække spiserøret, mave og tarm, når de skal til røntgenundersøgelse eller CT-scanning, så læger kan se syge eller beskadigede områder tydeligere, ifølge MedlinePlus. Som en ingrediens i maling, Li bemærker, det er allerede bredt tilgængeligt og sikkert for mennesker og miljø.

Forskerne brugte forskellige størrelser af bariumsulfatpartikler i malingen, hvilket gjorde det muligt for malingen at sprede mere af spektret.

De skulle også sørge for, at malingen ville holde længe nok udenfor til at være egnet til at male hustage. "Vi testede slidstyrken, tre ugers udendørs forvitring og en vandskylningstest, "Li forklarer." Alle tre viste lovende resultater som indledende holdbarhedstests. Vi testede også viskositeten, og malingen kan børstes og tørres meget lig kommerciel maling. Det kan også fremstilles på en lignende måde. I dette arbejde, vi opnåede ikke kun en maling, der er bedre end den kommercielle maling, men har heller ikke brug for specialudstyr eller materialer til fremstilling, transportere eller påføre malingen. "

Ultrahvid maling ligner stort set almindelig hvid maling, fordi forskellen i reflektivitet, mens den er betydelig med hensyn til køling, er umærkelig for menneskelige øjne. "I avisen, vi har et foto af begge malinger, der ser næsten identiske ud til hinanden, "Siger Li.

Det næste trin i forskningen er at optimere malingen til langvarig holdbarhed under forskellige slags vejrforhold. Der er endnu ikke en måldato for, at den skal være markedsklar, så søg ikke efter det i den lokale isenkræmmer endnu.

Det modsatte af ultrahvidt kan være Vantablack, mærkenavnet for en type super-sort belægning, der reflekterer mindre end 1 procent lys, udviklet af et engelsk firma kaldet Surrey NanoSystems.