Како температуре лете широм света, како одржавамо своје куће и друге зграде хладним? Богатији међу нама минирају клима уређај који је ефикасан, али само додатно штети окружењу захваљујући већој потрошњи енергије. Они мање сретни једноставно пате или чак умиру у топлотним таласима.
Истраживачи са Универзитета Цолумбиа имају ново решење за хлађење зграда, за које кажу да би могло да помогне смањењу терета климатских промена. То је бела боја - технички полимерна превлака - која користи бесконачно ситне рупице за хлађење ваздуха.
Превлака је пример пасивног дневног зрачења (ПДРЦ), при чему се површина хлади рефлексијом сунчеве светлости и топлоте у атмосферу. Бијеле боје, које одражавају свјетлост, дуго се користе за ПДРЦ. Али обично садрже пигменте који апсорбују светлост и несавршено одражавају дуже соларне таласне дужине.
Супротно томе, премаз који је развио тим Цолумбиа има површину налик на пјену пуну рупица наносуса. Да би га створили, истраживачи су у основи узели пигмент из беле боје и заменили га овим малим рупама. Ово претвара нормално прозирни полимер у бијело. Рупе се распршују и одражавају све таласне дужине сунчеве светлости, чинећи премаз далеко бољим за ПДРЦ од традиционалне боје.
„[Традиционалне беле боје] обично одсликавају само 85 одсто укупне сунчеве светлости, али апсорбују остатак и греју се, “ каже Нанфанг Иу, професор примењене физике који је радио на истраживању објављеном данас у часопису Сциенце енце. „Насупрот томе, премаз који смо развили рефлектује 96 до 99 одсто укупне сунчеве светлости - ултраљубичастог, видљивог и инфрацрвеног - што је изузетно високо, а може остати испод температуре околине чак и ако је сунчева светлост јака.“
Остали научници користили су сличне методе рефлексије сунца да би постигли хлађење, каже Марк Свихарт, професор хемијског и биолошког инжењерства на Универзитету у Буффалоу, који није био укључен у истраживање.
„Међутим, оно што је ново овде је релативно једноставно и паметно средство за постизање резултата“, каже он. „Као што најбоље могу рећи, нико раније није предложио употребу тако порозних полимера за ову пасивну употребу у хлађењу. Новост рада лежи у избору ове врло једноставне методе за обликовање филмова који постижу пасивни ефекат хлађења. “
Пошто је метода тако једноставна, каже Свихарт, могуће је релативно лако и јефтино произвести и нанети у великом обиму - на пример, премаз се може произвести у великим колутима и нанети попут тапета.
"Мислим да то може имати значајан практични потенцијал", каже он.
Премаз најбоље делује у сунчаним климама - студија је показала да смањује топлоту за 6 степени Целзијуса у пустињи Аризона. Али такође добро функционише у магловитијем, тропском окружењу - смањила је топлоту за 3 степена Целзијуса у Бангладешу. То значи да би се могао користити у веома различитим окружењима широм света.
Премаз се лако наноси, у основи делује попут стандардне боје. Може се користити на готово било којој површини, од кровова до резервоара за воду до возила. Тим је такође експериментирао са наношењем премаза у различитим бојама, у нади да ће производ допасти широј публици. Додавање боја смањује степен хлађења, али перформансе су и даље боље од обојених комерцијалних боја.
„Ово је важно с обзиром на људске укусе“, каже Јиотирмои Мандал, докторски студент и водећи аутор студије. „Не желе сви на свом дому бели кров, а компаније за лакирање већ деценијама покушавају да развију„ цоол боје “.“
Сада се истраживачи фокусирају на употребу система на бази воде или алкохола за прављење премаза сличних карактеристика хлађења, што би могло да учини производ еколошки прихватљивијим и једноставнијим за наношење. Такође гледају на нове начине рециклирања одбачених полимера.
Тим се нада да би се премаз могао евентуално користити на местима од пустиња до тропских региона до места са средњом климом - у ствари где год је топлота више проблем него хладноћа. Такође би могла бити корисна у разним економским ситуацијама.
„У подешавањима која су богата ресурсима, премаз може смањити трошкове климатизације“, каже Иуан Ианг, професор науке о материјалима и инжењерству који је радио на истраживању. "У срединама сиромашним ресурсима, где је електрично хлађење недоступно или недоступно - на пример у руралној јужној Азији или Африци - хлађење испод амбијента може пружити олакшање."
Премаз, ако се користи на довољно зграда одједном, такође може помоћи у решавању такозваних „урбаних топлотних острва“ - урбаних подручја која постају много топлија од окружења, захваљујући зближавајућим зградама и многим људским активностима. Док се свет и даље урбанизује, ови топлотни острва представљају све већи проблем - топлотни таласи убијају несразмеран број становника града.
"Међутим, такав напор захтева широку сарадњу између истраживача, урбаниста и креатора политика", каже Мандал. „Надамо се да ће наш рад проширити свест о потенцијалу радијативног хлађења изван научних кругова.“