Μια επαναστατική νέα υπερλευκή βαφή που μοιάζει με το λαμπερό ασβέστιο που χρησιμοποιείται σε πολλά κτίρια στις Κυκλάδες και σε άλλα ελληνικά νησιά θα μπορούσε μια μέρα να αλλάξει τον κλιματισμό επειδή αντανακλά περισσότερη θερμότητα στο διάστημα.
Αναπτύχθηκε πρόσφατα από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Purdue, αυτό το χρώμα αντανακλά το 98,1 τοις εκατό του ηλιακού φωτός και τα περισσότερα εμπορικά λευκά χρώματα σήμερα παράγουν κατά μέσο όρο 10 έως 20 τοις εκατό περισσότερο ηλιακό φως.
Το νέο προϊόν θα είναι πολύ αποτελεσματικό, ψύχοντας κτίρια στους απίστευτους 19 βαθμούς Φαρενάιτ. Ο Xiulin Ruan, καθηγητής μηχανολογίας στο Πανεπιστήμιο του Purdue, ήταν συν-συγγραφέας μιας επιστημονικής εργασίας για τις ανακαλύψεις.
Αυτός και οι συνεργάτες του πιστεύουν ότι το χρώμα μπορεί να βοηθήσει στην καταπολέμηση της υπερθέρμανσης του πλανήτη και να μειώσει την εξάρτησή μας από τον κλιματισμό και τα ηλεκτρικά κλιματιστικά.
Σύμφωνα με τον Burdock, μόλις εφαρμοστούν, οι νέες επιφάνειες βαφής μπορούν να διατηρηθούν πιο δροσερές έως και 19 βαθμούς Φαρενάιτ από το περιβάλλον τους. Το νέο χρώμα, το οποίο εικάζουν οι ερευνητές, μπορεί να είναι ακόμη και διαθέσιμο για αγορά το επόμενο έτος.
Οι επιστήμονες που ήταν υπεύθυνοι για την ανακάλυψη ήταν από το Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών του Burdock. Πρόσφατα δημοσίευσαν στον Τύπο τις εκπληκτικές ανακαλύψεις τους Εφαρμοσμένα Υλικά & Διεπαφές ACS.
Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Κέντρο Έρευνας Τεχνολογιών Ψύξης του Burdo και το Γραφείο Επιστημονικής Έρευνας της Πολεμικής Αεροπορίας (AFOSR).
«Το χρώμα μας απορροφά μόνο το 1,9 τοις εκατό του ηλιακού φωτός, ενώ το εμπορικό χρώμα απορροφά το 10 έως 20 τοις εκατό του ηλιακού φωτός», εξηγεί ο Ruan.
Σε αντίθεση με τη διαίσθηση, ακόμη και το λευκό χρώμα απορροφά τις ακτίνες και τη θερμότητα του ήλιου, αλλά αντανακλά το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας πίσω στον ουρανό. Τις ζεστές μέρες, η λευκή βαφή ζεσταίνεται πραγματικά, δυσκολεύοντας τη διατήρηση του εσωτερικού δροσερού.
Σύμφωνα με τον Ruan, ακόμη και τα λευκά χρώματα στην εμπορική αγορά σήμερα αντανακλούν το μέγιστο 80 έως 90 τοις εκατό φως.
Το νέο χρώμα Purdue όχι μόνο αντανακλά σχεδόν όλο το ηλιακό φως στο διάστημα, αλλά μεταδίδει επίσης υπέρυθρη θερμότητα από την επιφάνεια του κτιρίου, που ισοδυναμεί με μέσο όρο 113 watt (10,7 τετραγωνικά πόδια) ψυκτικής ισχύος ανά τετραγωνικό μέτρο.
Οι ερευνητές λένε ότι εάν η οροφή ενός κτιρίου βαφτεί, θα γίνει μια ισχυρή αποθήκευση.
Το αποτέλεσμα ψύξης είναι μεγαλύτερο από αυτό του κλιματιστικού
Στην οροφή του σπιτιού των 1.000 τετραγωνικών ποδιών, θα δημιουργηθούν 10 κιλοβάτ ψυκτικής ισχύος με βαφή, η οποία, λέει ο Ruwan, είναι πιο ισχυρή από τα περισσότερα οικιακά κεντρικά κλιματιστικά.
Στη ζέστη της Ιντιάνα, οι ερευνητές δοκίμασαν νέα βαφή στο κτίριο της πανεπιστημιούπολης Burdo το μεσημέρι τις ηλιόλουστες μέρες, αποδεικνύοντας ότι η εξωτερική θερμοκρασία του χρώματος ήταν οκτώ βαθμούς Κελσίου υψηλότερη από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος εκείνη τη στιγμή.
Ωστόσο, τη νύχτα, όταν οι επιφάνειες βαφής ήταν 19 βαθμούς πιο κρύες από το περιβάλλον τους, η επαναστατική απόδοση της βαφής ήρθε στο προσκήνιο.
“Το χρώμα μας μπορεί να χάσει θερμότητα από τη δική του εκπομπή – εκπέμπει θερμότητα βαθύτερα στο διάστημα”, εξήγησε ο Ruan. Smithsonian Περιοδικό.
“Με τόσο μικρή απορρόφηση από τον ήλιο, το χρώμα μας χάνει περισσότερη θερμότητα από ό,τι απορροφά. Είναι πολύ συναρπαστικό για εμάς. Κάτω από τον ήλιο, κρυώνει κάτω από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, κάτι που είναι δύσκολο να επιτευχθεί”, είπε ο Ruwan.
Εκκεντροφόρος για σωματίδια θειικού βαρίου εξαιρετικά λευκή βαφή
Ένα βίντεο που παράγεται από το πάνελ χρησιμοποιώντας κάμερα υπερύθρων αποκαλύπτει πόσο δροσερές είναι οι βαμμένες επιφάνειες, με το σκούρο μωβ τετράγωνο στη μέση όλης της λευκής βαφής να δείχνει τη θερμοκρασία ψύξης του.
Φυσικά, τα λευκά χρώματα που διατίθενται στο εμπόριο, ακόμη και αυτά που κυκλοφορούν ως θερμοαπωθητικά, είναι πιο δροσερά από τα σκούρα χρώματα, αλλά εξακολουθούν να είναι κατασκευασμένα με διοξείδιο του τιτανίου, το οποίο απορροφά τις υπεριώδεις ακτίνες του ήλιου και θερμαίνει οποιαδήποτε επιφάνεια. Πάνω
«Τα λευκά χρώματα του εμπορίου είναι πιο δροσερά και πιο σκούρα από άλλα, αλλά είναι επίσης πιο ζεστά από τις θερμοκρασίες περιβάλλοντος ή περιβάλλοντος», σημειώνει ο Ruan.
Οι ερευνητές προσπάθησαν να χρησιμοποιήσουν ανακλαστικά υλικά αντί να απορροφούν τις φυσικές ακτίνες UV. Αφού δοκίμασαν περισσότερα από 100 διαφορετικά υλικά τα τελευταία επτά χρόνια και διαπίστωσαν ότι το ανθρακικό ασβέστιο αντανακλά το 95,5 τοις εκατό των ακτίνων του ήλιου, τελικά χτύπησε το θειικό βάριο.
Απίστευτα, το θειικό βάριο ήταν πιο αποτελεσματικό από το ανθρακικό ασβέστιο. Χρησιμοποιείται ήδη σε καλλυντικά και φωτογραφικό χαρτί, το υλικό δημιουργείται με αντίδραση
Άλλες πηγές βαρίου περιλαμβάνουν το υδροξείδιο του βαρίου και το θειικό οξύ.
Ο Ruan και άλλοι ερευνητές έκαναν δύο ακόμη βήματα για να αυξήσουν την αντιδραστικότητα του χρώματος, χρησιμοποιώντας εξαπλάσια συγκέντρωση σωματιδίων θειικού βαρίου από τα περισσότερα ανθεκτικά στη θερμότητα χρώματα στην αγορά. Στο μείγμα χρησιμοποιήθηκαν επίσης διαφορετικές ποσότητες σωματιδίων βαρίου.
«Βρήκαμε ότι εάν βάλετε διαφορετικά μεγέθη σωματιδίων στη βαφή σας, κάθε μέγεθος σωματιδίων θα διασκορπιστεί και θα αντανακλά διαφορετικά μήκη κύματος και θα αντανακλά ολόκληρο το φάσμα των μηκών κύματος στο ηλιακό φως», λέει ο Ruwan.
Η νέα βαφή είναι πραγματικά επαναστατική γιατί μειώνει σαφώς την ανάγκη για κλιματισμό.
Μειώνει τη διάχυση θερμότητας και την κατανάλωση ορυκτών καυσίμων στις βαμμένες πόλεις
Όταν χρησιμοποιούνται κλιματιστικά, αφαιρούν απλώς τη θερμότητα και την υγρασία από το εσωτερικό και τη μεταφέρουν προς τα έξω, ενισχύοντας τη συνολική επίδραση της ψύκτρας μιας πόλης ή πόλης.
Φυσικά, η χρήση βαφής θα μειώσει επίσης την ανάγκη για ηλεκτρική ενέργεια ή/και ορυκτά καύσιμα για τον κλιματισμό.
Οι ερευνητές είπαν ότι οι τύποι ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που εκπέμπονται από την επιφάνεια του υπερλευκού χρώματος θα μπορούσαν να ταξιδέψουν στην ατμόσφαιρα και να επιστρέψουν στο βαθύτερο διάστημα.
«Τα κλιματιστικά μπορούν να δροσίσουν το σπίτι σας, αλλά μεταφέρουν επίσης τη θερμότητα έξω από το σπίτι – η ζέστη είναι ακόμα στην πόλη, είναι ακόμα στη γη, είναι στον αέρα μας», λέει ο Ruwan.
“Έτσι, ακόμα κι αν δεν σας ενδιαφέρει ο λογαριασμός ρεύματος που πληρώνετε, θα ζεστάνει τη γη ούτως ή άλλως. Το χρώμα μας δεν χρησιμοποιεί ενέργεια, αλλά, το πιο σημαντικό, στέλνει θερμότητα στο διάστημα. Διατηρείται.
Το εξαιρετικά λευκό χρώμα μπορεί να μειώσει τον κλιματισμό έως και 70 τοις εκατό σε πόλεις της ερήμου όπως η Renault, η Νεβάδα και το Φοίνιξ της Αριζόνα, σύμφωνα με τους ερευνητές της Burdo.
Πήραν το πείραμα στο ακραίο επίπεδο και διεύρυναν ότι το 0,5 έως 1 τοις εκατό της επιφάνειας της γης, συμπεριλαμβανομένων των κτιρίων, των δρόμων και της αχρησιμοποίητης γης, με εξαιρετικά λευκή μπογιά, θα ήταν αρκετό για τον έλεγχο. Παγκόσμια υπερθέρμανση.
“Είναι μεγάλη περιοχή, αλλά αν χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε αυτήν την προσέγγιση μια μέρα για να αντιστρέψετε την τάση της θέρμανσης, είναι ακόμα φθηνότερη – η βαφή δεν είναι ακριβή”, δηλώνει ο Ruwan.
Οι επιστήμονες του Purdue έχουν ήδη υποβάλει αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για το Ultra White χρώμα και έχουν δεσμευτεί να αποσαφηνίσουν την αντοχή του σε οικιακή και εμπορική χρήση.
Η τιμή δεν πρέπει να είναι πρόβλημα, λέει ο Ρουέν, τώρα που ένα γαλόνι είναι σχεδόν η ίδια τιμή με ένα γαλόνι συνηθισμένου χρώματος, περίπου 30 έως 40 δολάρια το γαλόνι.
Η Elizabeth Thompson, αντιπρόεδρος του American Green Building Group, εντυπωσιάστηκε από τις προοπτικές για το μέλλον της βαφής.
«Όταν άκουσα για πρώτη φορά για αυτό, φαντάστηκα, «Ουάου, αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε κάθε είδους αστικές καταστάσεις στις Ηνωμένες Πολιτείες και διεθνώς», λέει.
“Αυτή η ικανότητα είναι πολύ ισχυρή και συναρπαστική. Θα ήταν υπέροχο να δούμε πώς αναπτύσσεται και πώς οι ερευνητές μπορούν να αναπτύξουν τις εφαρμογές της”, λέει ο Thompson.
Το Συμβούλιο Πράσινων Κτιρίων των ΗΠΑ είναι ένας μη κερδοσκοπικός οργανισμός που έχει αναπτύξει το Σύστημα Αξιολόγησης στον Ενεργειακό και Περιβαλλοντικό Σχεδιασμό (LEED) για βιώσιμα κτίρια. Τώρα προσφέρει “πίστωση μείωσης των θερμών νησιών” για κτίρια όπου οι ιδιοκτήτες εργάζονται προς τα επίπεδα πιστοποίησης LEED.
Σύμφωνα με τον Thompson, το νέο Ultra White χρώμα αλλάζει το παιχνίδι στη βιομηχανία.
Η χρήση υλικών που έχουν το 33 τοις εκατό της εγκατάστασης ή το 28 τοις εκατό της αρχικής ηλιακής ανάκλασης σε τρία χρόνια είναι ένας τρόπος που χρησιμοποιούν σήμερα οι ιδιοκτήτες σε μια προσπάθεια να κάνουν τα κτίρια πιο ενεργειακά αποδοτικά, λέει ο Thompson. Το ποσοστό έκθεσης στον ήλιο 98,1 τοις εκατό της βαφής Purdue εξαλείφει εντελώς αυτές τις ανάγκες από το νερό.
«Πρόκειται για ένα εντελώς διαφορετικό κρύο γήπεδο, το οποίο είναι πολύ συναρπαστικό», δηλώνει ο Thompson.
«Είναι ελπιδοφόρο», λέει, «όλοι ελπίζουμε ότι οι επιστήμονες και οι ερευνητές θα βοηθήσουν στην εύρεση του, και δεν γνωρίζουμε τις πιθανότητες να ζήσουμε βιώσιμα».
Dionysos Alec