צבע לבן במיוחד: הדרך בת קיימא לקרר בתים

• מְחַבֵּר:
• שם היוצר

  Quantumrun Foresight
• 3 בנובמבר 2022

סיכום תובנה

אחת ההשפעות הקשות ביותר של שינויי האקלים היא ההתחממות הגלובלית, המובילה לגלי חום ולביקוש מוגבר למזגנים פולטי פחמן. עם זאת, קבוצת חוקרים גילתה צבע לבן מצנן שעשוי להיות יעיל יותר בקירור מבנים שלמים. ההשלכות ארוכות הטווח של גילוי זה עשויות לכלול מחקר מוגבר לקירור חדשנות וממשלות המחייבות מבנים חדשים יותר לאמץ תכונות ידידותיות לסביבה.

הקשר צבע לבן במיוחד

התחממות כדור הארץ מתרחשת כאשר פחמן דו חמצני ומזהמי אוויר אחרים מצטברים באטמוספירה וסופגים אור שמש וקרינת שמש החודרים אל פני כדור הארץ. בדרך כלל, קרינה הייתה בורחת לחלל, אך המזהמים הללו עשויים להישאר במשך מאות שנים, ללכוד חום ולחמם את כדור הארץ. מאז המהפכה התעשייתית, הטמפרטורה הממוצעת העולמית עלתה בכ-מעלה אחת צלזיוס (או 1 מעלות פרנהייט).

מההתחלה של רישום מדויק ב-1880 ועד 1980, הטמפרטורה הממוצעת העולמית עלתה ב-0.07 מעלות צלזיוס (0.13 מעלות פרנהייט) לעשור. עם זאת, מאז 1981, שיעור זה יותר מהכפיל את עצמו. בממוצע, הטמפרטורה העולמית עלתה ב-0.18 מעלות צלזיוס (0.32 מעלות פרנהייט) מדי עשור. 

מלבד הגבלת השימוש בדלקים מאובנים, חברות בודקות דרכים מעשיות יותר להתמודד עם התחממות כדור הארץ, למשל, שימוש בצבע על מבנים. צבעים לבנים מחזירי חום מורכבים בדרך כלל מטיטניום דו חמצני, המשקף אורכי גל מסוימים של אור אך אינו חוסם את קרינת השמש האולטרה סגולה (UV); הפער הזה מאפשר למשטחים להתחמם. 

מאז 2015, חוקרים מאוניברסיטת Purdue עובדים עם חומרים שיכולים לשקף את קרני ה-UV של השמש ולא רק מנסים לשפר את זני הצבע הקיימים שסופגים רק את הקרניים. הצוות ניסה כ-100 חומרים שונים, ולבסוף החליט על בריום סולפט. רכיב זה הוא חומר מחזיר UV מוכר המשמש בקוסמטיקה, נייר צילום רפלקטיבי, צבעי שמן, בדיקות רנטגן ויישומים אחרים. 

השפעה משבשת

בשנת 2020, מהנדסי המכונות של אוניברסיטת פרדו הודיעו שהם הצליחו ליצור את הצבע הלבן ביותר שקיים. הקבוצה ייצרה צבע לבן במיוחד המשקף עד 98.1 אחוז מאור השמש ובו זמנית מקרין חום אינפרא אדום הרחק ממשטח. הצוות מקווה שציפוי מבנים בצבע זה יוכל יום אחד לקרר אותם מספיק כדי להפחית את הצורך במיזוג אוויר.

לדברי פרופסור להנדסת מכונות Xiulin Ruan, צבע אולטרה לבן יכול להשיג כוח קירור של 10 קילוואט אם הוא צבוע על שטח גג של כ-1,000 רגל מרובע. המספרים הללו הם יותר ממה שיחידות מיזוג אוויר ממוצעות יכולות לספק. 

שני המאפיינים המרכזיים של הצבע האולטרה-לבן הם הריכוז הגבוה של בריום סולפט ותהליך הייצור שלו. הלובן של הצבע גם מרמז על כך שהוא המגניב ביותר, על פי ציוד קריאת טמפרטורה ברמת דיוק גבוהה של צמדים תרמיים. החוקרים בדקו בחוץ בלילה ומצאו שהצבע יכול לשמור על משטחים -7 מעלות צלזיוס (19 מעלות פרנהייט) קרירים יותר מהסביבה הסביבתית שלהם. לשם השוואה, רוב הצבעים הלבנים המסחריים הזמינים נעשים חמימים יותר במקום קרירים יותר. צבעים לבנים מסחריים נועדו לדחות חום, לשקף רק 80 עד 90 אחוז מאור השמש, ואינם יכולים להפוך משטחים לקרירים יותר מסביבתם.

השלכות של צבע אולטרה לבן

השלכות רחבות יותר של צבע אולטרה-לבן עשויות לכלול: 

• תעשיית התחבורה והלוגיסטיקה משתמשת בצבע לבן במיוחד לקירור ציי רכב, לרבות מכוניות, אוטובוסים, רכבות, ספינות ומטוסים.
• ממשלות המחייבות בניינים חדשים משתמשים בצבע לבן במיוחד כדי לסייע בקירור ערים ומרכזים עירוניים.
• המסחור של צבע אולטרה-לבן, המוביל לגיבוש של חברות שונות גרסאות אחרות של המוצר, מה שיכול להגדיל את בחירת הצרכנים ולהוזיל מחירים.
• יצרני צבע אולטרה לבן ופאנלים סולאריים משתפים פעולה כדי להציע עסקאות חבילה לבעלי בתים שכן פאנלים סולאריים עובדים בצורה הטובה ביותר בטמפרטורות נמוכות יותר.
• הפחתת הייצור של יחידות מיזוג אוויר למדינות עם אקלים קריר יותר. עם זאת, מזגנים עשויים עדיין לחוות ביקוש גבוה למיקומים ליד קו המשווה.
• מפתחי נכסים למגורים ומסחריים משלבים צבע אולטרה-לבן בעיצובי בניינים, משפרים את היעילות האנרגטית ומצמצמים את ההסתמכות על מערכות קירור מלאכותיות.
• יצרני צבע מתמודדים עם שינויים בדינמיקה של שרשרת האספקה, כאשר הביקוש למרכיבי צבע לבן במיוחד עולה, ומשפיע על שווקי חומרי הגלם העולמיים.
• מתכנני ערים המשלבים צבע אולטרה-לבן בפרויקטים של תשתית ציבורית כדי למתן את השפעות אי החום, מה שמוביל לשיפור תנאי האקלים העירוני.

שאלות שכדאי לקחת בחשבון

• איך עוד ניתן להשתמש בצבע אולטרה לבן מעבר לתשתיות ותחבורה? 
• איך עוד יכול הצבע האולטרה-לבן לעודד חוקרים לפתח חומרים הנלחמים בהתחממות הגלובלית?