Изследователски екип, ръководен от UCLA, демонстрира начини да се направи супер бяла боя, която отразява цели 98% от постъпващата топлина от слънцето. Приложими в практиката, тези начини отварят пътища за проектиране на бои, които, ако се използват на покриви и други части на сградата, биха могли значително да намалят разходите за охлаждане.
Резултатите, публикувани онлайн в Joule, са основна и практическа стъпка към поддържане на сградите по-хладни чрез пасивно дневно лъчево охлаждане - спонтанен процес, при който повърхността отразява слънчевата светлина и излъчва топлина в пространството, охлаждайки се потенциално до температура под околната. Това може да понижи температурата в помещението и да помогне за намаляване на използването на климатик и свързаните с това емисии на въглероден диоксид.
"Когато носите бяла тениска в горещ слънчев ден, се чувствате по-прохладно, отколкото ако носите такава, която е с по-тъмен цвят. Това е така, защото бялата риза отразява повече слънчева светлина и същата концепция важи за сградите", казва Аасват Раман, асистент по материалознание и инженерство в Инженерното училище на UCLA Samueli и главен изследовател по проучването. "Бял покрив, боядисан в бяло, ще бъде по-хладен от този в по-тъмен нюанс. Но тези бои правят и нещо друго - те отхвърлят топлината в инфрачервените дължини на вълната, които ние хората не можем да видим с очите си. Това би могло да позволи на сградите да се охладят още повече".
Най-добре представящите се в момента бели бои обикновено отразяват около 85% от входящата слънчева радиация. Остатъкът се абсорбира от химическия състав на боята. Изследователите показаха, че прости модификации на съставките на боята могат да предложат значителен скок, отразявайки до 98% от постъпващото лъчение.
Сегашните бели бои с висока слънчева отражателност използват титанов оксид. Макар че съединението е много отразяващо на най-видимата и близо инфрачервена светлина, то също така абсорбира ултравиолетова и виолетова светлина. Качествата на съединението да абсорбира UV лъчи го правят полезно при слънцезащитни лосиони, но също така водят до нагряване под слънчева светлина, което пречи на поддържането на сградата възможно най-хладно.
Изследователите проучили замяната на титаниевия оксид с евтини и лесно достъпни съставки като барит, който е пигмент в боите, и захранван политетрафлуоретилен, по-известен като тефлон. Тези съставки помагат на боите да отразяват UV светлина. Екипът е направил още уточнения във формулата на боята, включително намаляване на концентрацията на полимерни свързващи вещества, които също поглъщат топлина.
"Потенциалните ползи от охлаждането, които това може да доведе, могат да се реализират в близко бъдеще, тъй като предлаганите от нас модификации са в рамките на възможностите на индустрията за боядисване и покрития", казва постдокторантът от UCLA Джьотирмоя Мандал, научен сътрудник в Schmidt, част от изследователската група на Раман и съавтор на изследването.
Изследователите също така отбелязват, че много общини и правителства, включително щата Калифорния и Ню Йорк, са започнали да насърчават технологии за прохладен покрив за новите сгради.
"Надяваме се, че работата ще стимулира бъдещи инициативи за супербели покрития, не само за икономия на енергия в сградите, но и за смекчаване на топлинните островни ефекти в градовете и може би дори ще покаже практичен начин, който, ако бъде приложен в глобален мащаб може да повлияе на климатичните промени ", каза Мандал, който изучава технологиите за охлаждащи бои от няколко години. "Това би изисквало сътрудничество между експерти в различни области като оптика, материалознание и метеорология и експерти от индустрията и политическите сектори".
повече информация: DOI: 10.1016/j.joule.2020.04.010
