Najbelšia biela ochladí budovy, autá, lietadlá, aj kozmické lode

Kým čierna farba by mohla v budovách a dopravných prostriedkoch ušetriť časť energie na vykurovanie v zimných mesiacoch, pretože absorbuje viac slnečného žiarenia, vrátane infračerveného, v letných horúčavách pôsobí naopak kontraproduktívne. Dosvedčí to nejeden majiteľ elegantného čierneho auta. Tu je, naopak, výhodou biela, ktorá veľkú časť dopadajúceho žiarenia odrazí. A čím viac, tým lepšie.

Aj to je dôvod, ktorý motivuje vedcov na hľadanie nových náterových technológií. Vlani vedci z Purdue University vyvinuli najbelšiu farbu na svete, ktorá dokázala odrážať 98,1%  dopadajúceho slnečného svetla. Materiál ďaleko prekročil odrazivosť komerčne dostupných farieb odrážajúcich teplo, ktoré dosahujú odrazivosť 80 až 90%. To z novej farby urobilo nádejného kandidáta na energeticky úsporné nátery budov a ďalších statických objektov.

Pri testoch na vonkajších povrchoch sa ukázalo, že farba by mohla výrazne znížiť ich teplotu v porovnaní s okolitým prostredím a mohla by potenciálne vytvárať chladiace účinky, na rovnakej úrovni ako bežné klimatizácie. Problém bol, že farebný film s obsahom síranu bárnatého, aký sa požíva napríklad vo fotografickom papieri, pridaného vo forme častíc rôznych veľkostí s rôznou odrazivou schopnosťou, musel byť hrubý aspoň 400 mikrometrov (0,4 mm), čo je pomerne veľa.

Nevadí to pri povrchovej úprave budov, ale napríklad pri lietadlách, a tým skôr pri kozmických lodiach a raketách, sú kilogramy navyše nežiaducou príťažou. Výskumný tím však teraz vytvoril vylepšenú verziu najbelšej bielej, ktorá je tenšia a ľahšia a je údajne ideálna na použitie v autách, vlakoch a lietadlách.

Xiulin Ruan a jeho tím preto vyvinuli nové zloženie extrémnej bieloby na báze nitridu bóru vo forme šesťuholníkových nanodoštičiek. Jej odrazivosť slnečného žiarenia je 97,9 %.

Je to zanedbateľne menej, ako pri pôvodnej verzii bielej, ale stačí naniesť vrstvičku s hrúbkou len 150 mikrónov. Farba má navyše nižšiu hustotu, preto náter váži približne o 80 % menej, ako pri pôvodnej verzii farby.

Nová verzia najbelšej farby na svete (vpravo) v porovnaní s hrubším predchádzajúcim variantom vľavo. Zdroj: Purdue University foto/Andrea Felicelli

„Táto nízka hmotnosť otvára dvere všetkým druhom aplikácií,“ povedal Prof. George Chiu z Purdue University. Táto farba by dokázala lepšie ochladiť exteriér (a tým aj interiér) lietadiel, áut alebo vlakov pri znížení energetických nárokov na klimatizáciu.

Vedci v súčasnosti vedú diskusie o komercializácii najbelšej farby a podali niekoľko patentov na novú technológiu. Kým bude farba dostupná na praktické využitie, bude potrebné doriešiť údajne ešte pár detailov, ale vedci sú už teraz nadšení z potenciálu, ktorý prinesú jej budúce aplikácie. Výskum bol publikovaný v časopise Cell Reports Physical Science.