A jeges tundráktól a gomolygó felhőkig a fehér szín többször is felbukkan bolygónk palettáján. Ez a szín természetes módon biztosítja a napfény visszaverődését a Föld felszínéről az űrbe. Ez a bolygó hatásaként ismert hatás albedó - hatalmas hatással van az átlagos globális hőmérsékletre.

Képzeljen el egy világot, amelyet teljes egészében óceánok borítanak. Bár az ötlet felüdítő hűvös érzetet kelthet, a fényvisszaverő fehér területek hiánya valójában a Föld átlagos felszíni hőmérsékletét közel 30ºC: megduplázza a jelenlegi átlaghőmérsékletét 15ºC.

Bolygónk folyamatos csökkenése jég és hó a lefedettség, valamint az ember által vezérelt éghajlatváltozás következménye, a felszíni hőmérséklet további emelkedését is eredményezi. A legrosszabb forgatókönyv modellek azt jósolják, hogy – ha a CO? a kibocsátások nem csökkennek drámaian 2050-re – a 2100-as év átlaghőmérséklete lehet 1.5ºC melegebb, mint a mai nap, részben a Föld csökkent visszaverődésének köszönhetően. Világunk színe kulcsfontosságú szerepet játszik jövője meghatározásában.

Az olyan szigetek híres fehér épületei, mint a görög Santorini, nemcsak bemutatásra szolgálnak: az emberek évszázadok óta használják azt a tudást, hogy a fehér színek tükrözik a legjobban a hőt. Hagyományosan egyfajta fehér festéket hívnak gipszkalcium-szulfátot (CaSO?) tartalmazó kalcium-szulfátot használnak az ilyen épületek burkolására. Egy új tanulmány azt sugallja, hogy egy alternatív, bárium-szulfátot (BaSO?) tartalmazó festék még hatékonyabban veri vissza az épületeket az űrbe érő napsugárzást.

A falakat és a tetőket gyakran gipszzel festik Görögországban. Judithscharnowski / Pixabay, CC BY

Az új bárium-szulfát alapú festék hatékonyságának kulcsa a benne található nanorészecskék, amelyek viszonylag nagy hatékonysággal és 0.008–0.013 mm-es specifikus infravörös hullámhosszon tükrözik a nap energiáját. Ezek a hullámhosszak megfelelnek a légkör egy részének, amely nagyon átlátszó,ég ablak".

Ez azt jelenti, hogy a visszavert napenergia nagyobb része ezen az „ablakon” keresztül visszapattanhat az űrbe, ahelyett, hogy csapdába esne a Föld légkörében, és hozzájárulna a globális felmelegedéshez. Szerint a tanulmány szerzői, amikor a napsugárzást a bárium-szulfát festékre fénylik, a sugárzás közel 10% -a ezen a hullámhosszon tükröződik.

Az ilyen típusú festék felhordása a meleg éghajlatú területeken lévő épületekre elősegíti az épületek hűvösebb megőrzését - ez hatalmas kihívás különösen városi régiók, ahol az emberek és az épületek sűrűsége elviselhetetlen magasságokba emelheti a hőmérsékletet a nyári hónapokban.

A tanulmány bemutatja, hogy az épületek bárium-szulfát festékkel történő festése hogyan csökkentheti az épületek hőmérsékletét 4.5 ° C-kal a külső levegő hőmérsékletéhez képest. Ez a technológia jelentősen csökkentheti a költségeket hűtőépületek a klímaberendezésre való támaszkodás csökkentésével.

Az Egyesült Államokban a Walmart fehér tetői segítenek csökkenteni az energiafelhasználást a szupermarketekben. Walmart / Flickr, CC BY-SA

Ennek a fehérnél fehérebb festéknek azonban sötétebb oldala van. A festék közel 60% -át kitevő bárium-szulfit előállításához és feldolgozásához szükséges nyers baritérc ásásához szükséges energia azt jelenti, hogy hatalmas ökológiai lábnyom. A festék széleskörű használata drámai növekedést jelentene a bányászatban bárium.

A természet hűsítő trükkjei

A bárium-szulfit alapú festék csak az egyik módja az épületek fényvisszaverő képességének javításának. Az elmúlt néhány évben a fehér szín kutatásával töltöttem a természetes világot, a fehér felszíntől a fehér állatokig. Az állati szőrök, a tollak és a pillangószárnyak különböző példákat mutatnak be arra, hogy a természet hogyan szabályozza a hőmérsékletet egy szerkezeten belül. Ezeknek a természetes technikáknak az utánzása segíthet abban, hogy hűvösebbek legyenek városaink, kevesebb költséggel a környezetre.

Az egyik szárnya intenzíven fehér bogár nevezett fajok Lepidiota megbélyegzés feltűnően élénk fehérnek tűnik nanostruktúrák mérlegükben, amelyek nagyon jól szórják a bejövő fényt. Ez a természetes fényszóró tulajdonság még jobb festékek tervezéséhez használható: például használatával újrahasznosított műanyag hasonló nanostruktúrákat tartalmazó fehér festék létrehozása, jóval alacsonyabb szén-dioxid-kibocsátással. Amikor inspirációt kell meríteni a természettől, az ég a határ.