Ултрабяла боя: Устойчивият начин за охлаждане на домовете

• Автор:
• име Автор

  Quantumrun Foresight
• Ноември 3, 2022

Резюме на прозрението

Едно от най-тежките последици от изменението на климата е глобалното затопляне, което води до горещи вълни и повишено търсене на климатици, отделящи въглерод. Въпреки това, група изследователи са открили охлаждаща бяла боя, която може да бъде по-ефективна при охлаждане на цели структури. Дългосрочните последици от това откритие може да включват увеличени изследвания за иновации в охлаждането и правителствата, които задължават по-новите сгради да приемат щадящи околната среда характеристики.

Контекст на ултрабяла боя

Глобалното затопляне възниква, когато въглеродният диоксид и други замърсители на въздуха се натрупват в атмосферата и абсорбират слънчевата светлина и слънчевата радиация, които навлизат в земната повърхност. Обикновено радиацията излиза в космоса, но тези замърсители могат да останат с векове, да задържат топлината и да направят планетата по-топла. След индустриалната революция средната глобална температура се е повишила с около 1 градус по Целзий (или 2 градуса по Фаренхайт).

От началото на воденето на прецизни записи през 1880 г. до 1980 г. средната глобална температура се повишава с 0.07 градуса по Целзий (0.13 градуса по Фаренхайт) на десетилетие. От 1981 г. обаче този процент се е увеличил повече от два пъти. Средно глобалната температура се повишава с 0.18 градуса по Целзий (0.32 градуса по Фаренхайт) всяко десетилетие. 

Освен ограничаването на използването на изкопаеми горива, компаниите проучват по-практични начини за справяне с глобалното затопляне, например чрез боядисване на сгради. Белите бои, които отразяват топлината, обикновено се състоят от титанов диоксид, който отразява определени дължини на вълната на светлината, но не блокира ултравиолетовото (UV) лъчение на слънцето; тази празнина позволява на повърхностите да се нагряват. 

От 2015 г. изследователите на университета Purdue работят с материали, които биха могли да отразяват ултравиолетовите лъчи на слънцето, вместо просто да се опитват да подобрят съществуващите видове бои, които само абсорбират лъчите. Екипът опита около 100 различни материала, като в крайна сметка реши бариев сулфат. Този компонент е признато UV-отразяващо вещество, използвано в козметика, отразяваща фотохартия, маслени бои, рентгенови изследвания и други приложения. 

Разрушително въздействие

През 2020 г. машинните инженери от университета Пърдю обявиха, че са успели да създадат най-бялата съществуваща боя. Групата произвежда ултрабяла боя, която отразява до 98.1 процента от слънчевата светлина и едновременно с това излъчва инфрачервена топлина далеч от повърхността. Екипът се надява, че покриването на сгради с тази боя може един ден да успее да ги охлади достатъчно, за да намали нуждата от климатизация.

Според професора по машинно инженерство Xiulin Ruan ултрабялата боя може да постигне охлаждаща мощност от 10 киловата, ако се боядиса върху покривна площ от около 1,000 квадратни фута. Тези цифри са повече от това, което средните климатични системи могат да осигурят. 

Двете ключови характеристики на ултрабялата боя са високата концентрация на бариев сулфат и нейният производствен процес. Белотата на боята също предполага, че тя е най-хладната според оборудването за отчитане на температурата с висока точност на термодвойките. Изследователите тестваха навън през нощта и установиха, че боята може да поддържа повърхности с -7 градуса по Целзий (19 градуса по Фаренхайт) по-студени от околната среда. За сравнение, повечето налични бели бои в търговската мрежа стават по-топли вместо по-хладни. Търговските бели бои са предназначени да отхвърлят топлината, отразяват само 80 до 90 процента от слънчевата светлина и не могат да направят повърхностите по-студени от околната среда.

Последици от ултрабялата боя

По-широките последици от ултрабялата боя могат да включват: 

• Транспортната и логистичната индустрия използва ултрабяла боя за охлаждане на автомобилни паркове, включително коли, автобуси, влакове, кораби и самолети.
• Правителствата, които налагат нови сгради, използват ултрабяла боя, за да подпомогнат охлаждането на градовете и градските центрове.
• Комерсиализирането на ултрабяла боя, което води до различни компании, които формулират други версии на продукта, което може да увеличи избора на потребителите и да намали цените.
• Производители на ултрабяла боя и слънчеви панели си сътрудничат, за да предложат пакетни сделки за собствениците на жилища, тъй като слънчевите панели работят най-добре при по-ниски температури.
• Намалява производството на климатици за страни с по-хладен климат. Въпреки това климатиците все още могат да имат голямо търсене за места близо до екватора.
• Разработчици на жилищни и търговски имоти, които включват ултрабяла боя в дизайна на сградите, повишавайки енергийната ефективност и намалявайки зависимостта от системи за изкуствено охлаждане.
• Производителите на бои са изправени пред промени в динамиката на веригата за доставки, тъй като търсенето на съставки за ултрабели бои нараства, което оказва влияние върху световните пазари на суровини.
• Урбанистите интегрират ултрабяла боя в проекти за обществена инфраструктура, за да смекчат ефектите от топлинния остров, което води до подобряване на градските климатични условия.

Въпроси за разглеждане

• Как иначе ултрабялата боя може да се използва извън изграждането на инфраструктура и транспорт? 
• Как иначе ултрабялата боя може да насърчи изследователите да разработват материали, които се борят с глобалното затопляне?