Vad hände med den ultravita färgen?

Det introducerades för 3 år sedan som en lösning för att skydda byggnader från värme på ett hållbart sätt, men det komsialiserades aldrig

Santorini är en av de mest kända grekiska öarna, på grund av det stora vulkanutbrottet som förstörde den för 3 600 år sedan, och även på grund av de små vita husen som lockar tusentals turister varje år. Genom att reflektera en stor del av solljuset håller de interiören relativt sval även under varma sommardagar, varför de ofta används som exempel för att visa nyttan av att måla byggnadstak vita där det är mycket varmt, hålla dem kylare på ett hållbart sätt.

Sedan en tid tillbaka har det talats om en typ av färg som skulle kunna göra denna teknik mer effektiv, tack vare de material som den är sammansatt av och som gör den så vit: den tillkännagavs för ungefär tre år sedan med stor entusiasm, men den är ännu inte till försäljning.

En tidig experimentell version av denna beläggning, som kan reflektera 95 procent av solljus, var tagit fram 2021 av Xiulin Ruan, professor i maskinteknik vid Purdue University (Indiana, USA), med sitt forskarlag. Några månader efter det första tillkännagivandet sa Rowan och hans kollegor att de hade lyckats göra sin beläggning mer effektiv genom att få den att reflektera 98,1 procent av ljuset.

I april 2021 satte han Guinness världsrekord certifikat Resultatet identifierar materialet som den ”vitaste färgen” som finns, ett inte litet erkännande, om än symboliskt och annorlunda än verkligt vetenskapligt vittnesmål. Nyheten rapporterades flitigt av tabloiderna, vilket gav idén att produkten nu var på väg att marknadsföras, när den i själva verket fortfarande var i betaversion och det uppskattas att den kommer att fortsätta vara så i minst ett år. Stort intresse för nya beläggningar dyker upp med jämna mellanrum, särskilt när det är perioder med stor värme som den nuvarande, eftersom produkten har olika möjligheter att minska effekten av värmeböljor, åtminstone enligt dess skapare.

För att förstå hur Rowans vita beläggning skiljer sig från andra färger krävs en snabb genomgång av vad solljus gör när det träffar marken. Heta föremål tenderar att avge energi, och solen är det hetaste föremålet i solsystemet, den avger ständigt energi till sin omgivning. Det sänds huvudsakligen ut som synligt ljus och i det nära infraröda (en del av den elektromagnetiska strålningen vi inte kan se): detta når jorden och en del av det reflekteras omedelbart in i det omgivande rymden, medan resten passerar genom atmosfären och sedan värmer upp Jordens yta.

Om solens strålar når en mycket synlig yta, som ett hus på Santorini till exempel, reflekteras dess synliga komponent till stor del (det är just därför vi ser huset) medan en del av den nära-infraröda komponenten absorberas och gör att ytan värms upp upp. Uppåt, ungefär som det gör med värmen som genereras av radiatorn. Huset får mer värme än det kan avleda, så dess temperatur ökar jämfört med omgivande lufttemperaturer. Om huset målas svart blir effekten mycket större, eftersom nästan alla solens strålar kommer att absorberas, men kan fortfarande ses med vanlig vit färg.

Färger som för närvarande används i konstruktionen suga Mellan 10 och 20 procent av solinstrålningen, så de kan inte helt förhindra byggnadsuppvärmning. Å andra sidan absorberar beläggningen som utvecklats av Ruan mindre än 2 procent av solljuset och har förmågan att reflektera en stor del av nära-infrarött ljus. Detta gör det möjligt Strålningskylning, en process där en yta nästan helt reflekterar solljus samtidigt som den avger värme till den omgivande miljön. Det är en lösning för passiv värmereglering av byggnader som har undersökts under en tid, särskilt inom teknik och arkitektur, eftersom den kan möjliggöra mycket energieffektiva temperaturregleringssystem.

För att bevisa effekten av sin uppfinning utsätter Rowan vanligtvis två ytor för solen under några minuter, en målad med en produkt som redan finns på marknaden och den andra med mycket vit färg. Sedan mäter han temperaturen på deras yta och visar hur temperaturen på de förra är upp till 8 °C högre än den för de senare täckta av sin beläggning, som är vitare även för blotta ögat.

Den ultravita färgen är baserad på bariumsulfat, som erhålls med början av bariumklorid i en lösning med vatten och sedan tillsatt svavelsyra. Kristaller erhålls som sedan blandas med ett bindemedel för att få fram själva färgen. Denna process verkar vara relativt enkel, men Ruan och hans kollegor har arbetat hårt för att hitta rätt kombination av kristaller för att få ett mycket reflekterande material.

Klassisk vit färg görs vanligtvis med titandioxid som pigment, varför den vanligtvis kallas ”titanvit”. Det ger bra reflektans, men det kan fortfarande inte reflektera alla våglängder av solljus, vilket bariumsulfatbeläggningen som utvecklats av Ruan kan göra mer effektivt.

Under de tre åren sedan premiären har Ruans team inte bara arbetat med att göra färgen mer effektiv, utan också för att utveckla en lättare version som kan fästa på metall. Ambitionen är att kunna använda den för att måla flygplan, tåg, bilar och andra fordon inklusive rymdfarkoster. Det här är det sista EmissionOriginalprodukten finns dock ännu inte på marknaden eftersom den måste verifieras för sin förmåga att inte bli för smutsig och stå emot med tiden.

Rowan har nyligen Vissa de The New York Times att han redan har inlett ett kommersiellt avtal med ett företag i branschen, men han kan inte avslöja sitt namn ännu, även om det har gått en tid sedan premiären och tillkännagivandena verkade ge marknadsföringen av produkten nära förestående. . Sektorn för material för att göra byggnader och fordon mer hållbara blomstrar, ibland med förslag på lösningar som är så geniala att experter blir skeptiska till deras faktiska användningsområden i den verkliga världen.

När det gäller den ultravita färgen har tvivel väckts om den faktiska förmågan att erhålla radioaktiv släckning och förekomsten av barium. Det erhålls mestadels från baryt, ett mineral som måste brytas i processer som producerar stora mängder koldioxid, den mest utbredda växthusgasen som är ansvarig för den globala uppvärmningen. Den nya beläggningen är 60 procent bariumsulfat, så utbredd användning kommer att kräva utökade operationer för att bryta mineralet. Det skulle ändå inte vara några större problem, hävdar Rowan, med tanke på att även för att få titanvitt från befintliga vita färger krävs gruvdrift.

Nya material får ofta stor uppmärksamhet, även om användningen i praktiken går långsamt eller inte alls. Uppmärksamhet gynnas ofta av forskningscentras eller företags förmåga att främja sin egen uppfinning, eller av den potentiella inverkan på frågor som diskuteras och kändes som global uppvärmning. Utöver sin osäkra kommersiella framtid kommer den ultravita färgen inte att kunna lösa problemen med klimatförändringar på egen hand, men den kan vara en del av projekt som integrerar flera lösningar för att mildra dess effekter.

Fortsätt att posta