Sukurti „superbalti“ dažai - atsakė, kaip jie padės spręsti pasaulinio lygio problemas (Video)

Tiesa, juodos ir baltos spalvų efektyvumo rodikliai šiek tiek skiriasi: jei „superjuodi“ dažai sugeba sugerti daugiau nei 99,96 proc. į juos krentančios šviesos, tai „superbalti“ dažai gali atspindėti 95,5 proc. visų į juos krentančių fotonų.

O tai reiškia, kad tokiais dažais nudažyti objektai net tiesioginėje Saulės šviesoje gali išlikti vėsesni nei aplinka. Ir tai savo ruožtu reiškia, kad šie dažai galimai yra naujas, energijos požiūriu itin efektyvus būdas kontroliuoti patalpų vidaus temperatūrą.

Kiti „kaitrą atspindintys“ dažai, kurie yra gaminami ir naudojami šiuo metu, geba atspindėti tik 80-90 proc. šviesos ir nepasižymi gebėjimu nudažytą daiktą atvėsinti iki žemesnės už aplinką temperatūros.

„Jau ilgą laiką siekiama sukurti spinduliuotės pagrindu veikiantį sprendimą, gebantį atvėsinti iki už aplinką žemesnės temperatūros, o šis sprendimas yra patogus, vieno sluoksnio dalelių matricos dažų pavidalo ir labai patogus. Tai yra be galo svarbu, siekiant, kad toks spinduliuotės pagrindu veikiantis sprendimas būtų taikomas plačius mastu ir sumažintų globalinio atšilimo efektą“, – sakė Perdju universiteto (JAV) mechanikos inžinierius Xiulinas Ruanas.

Vasaros metu didžiosios dalies šiuolaikiškų pastatų vidaus yra vėsinamas naudojant oro kondicionieriais, kurie šilumą iš pastatų vidaus perkelia į išorę. Tai ir papildoma šiluma, generuojama energijai reiklaus aušinimo proceso, paverčia miestus „karščio salomis“ ir dar labiau apsunkina mūsų bandymus kovoti su klimato kaita.

Spinduliuotės pagrindu vykdomas vėsinimas yra pasyvi technologija, kuri atspindi kaitrą nuo pastatų į kosmosą. Tačiau spindulinis vėsinimas yra pasiekiamas kur kas sunkiau nei spindulinis šildymas.

Dar nuo praėjusio amžiaus aštunto dešimtmečio mokslininkai bandė surasti būdą atspindėti pakankamai Saulės šviesos, kad pasyvus vėsinimas būtų efektyvesnis už aktyvų oro kondicionavimą.

Pastaraisiais metais netgi atsirado bandymų netgi sukurti „atvirkštines saulės baterijas“, kurios dalį kondicionierių išmetamos kaitros konvertuotų į energiją, net ir nakties metu.

Tačiau tokie sprendimai iki šiol yra tik teorinės koncepcijos stadijoje ir vis dar nėra žinoma, ar tokie teoriniai įrenginiai galėtų veikti praktiškai, o ne tik kompiuteriniame modelyje.

Gyvenamųjų ir komercinės paskirties pastatų dažymas „superbaltais“ dažais galėtų būti praktiškesnis sprendimas – bent jau artimiausioje ateityje. Naujieji akriliniai dažai buvo sukurti panaudojant didelės koncentracijos ir įvairių dalelių dydžių kalcio karbonato užpildą, kuris gali efektyviai atspindėti visų ilgių Saulės šviesos spindulius.

Dažų matrica pasižymi ir vibracinio rezonanso piku, kuris užtikrina, kad į išorę atspindima didelė kaitros dalis – kur kas daugiau, nei geba atspindėti visi iki šiol naudoti „vėsinantys“ dažai.

Per dvi bandymų realiomis sąlygomis dienas įvairiose vietose, esant įvairioms orų sąlygoms mokslininkai patikrino savo sukurtų dažų atspindėjimo gebėjimus ir nustatė, kad jei išsklaido 95,5 proc. į juos krentančios Saulės šviesos, o tokiais dažais padengti objektai gali būti 10 ºC vėsesni už aplinkos temperatūrą naktį ir ne mažiau nei 1,7 ºC vėsesni už aplinkos temperatūrą vidurdienį.

Lyginant su paviršiais, kurie buvo padengti tokio paties storio komerciniais baltais dažais, kalcio karbonato dažais nudažyti objektai išlaikė gerokai žemesnę savo temperatūrą stebint per infraraudonųjų spindulių kamerą.

Maža to, šie dažai užtepami ir džiūva praktiškai taip pat, kaip ir bet kokie kiti akriliniai dažai, yra atsparūs įbrėžimams, drėgmei, lauko sąlygoms bent jau tris savaites, nors jau pradėti ir tyrimai, leisiantys pasakyti, ar dažai yra atsparūs aplinkos poveikiui ir ilgesnį laiką.

„Mūsų dažų gamybos procesas yra suderinamas su komercinių dažų gamyba, o jų kaina taip pat būtų panaši ar galbūt net žemesnė. Dabar svarbiausia – užtikrinti dažų patikimumą, kad jie būtų tinkami ilgalaikiam lauko objektų dažymui“, – sakė X.Ruanas.

Dažus sukūrę mokslininkai tvirtina, jog jų dažai pasižymi „geriausiomis iki šiol aprašytomis spindulinio vėsinimo savybėmis“, nors pripažįsta, kad peržiūrint jų aprašytus rezultatus kita mokslininkų grupė taip pat publikavo savo darbą, nurodantį, jog vėsinančiuose dažuose turėtų būti didelė koncentracija dalelių, atslindinčių platų spindulių spektrą.

Be to, mokslininkai siūlo į dažų sudėtį pridėti fluoro ir anglies pagrindo polimerų, kurie smarkiai išaugintų dažų atsparumą aplinkos poveikiui.

„Nors dauguma įprastinių baltų dažų yra sukurti taip, kad būtų atsparūs ir ilgalaikiai, Saulės šviesoje jų gebėjimo atspindėti šviesą savybės prastėja. Tokios medžiagos, kaip fluoro ir anglies pagrindo polimerai, galėtų pailginti gero šviesos atspindėjimo laikotarpį ir tokiu būdu sumažinti vidutinę tokių dažų naudojimo kainą vieneriems metams“, – tvirtinama dar kitame moksliniame darbe.

Vienu sluoksniu dažomų dažų, kurie geba tiesiogiai atspindėti šviesą į kosmosą be jokių energijos sąnaudų galėtų būti labai rimtas ginklas prieš klimato krizę, nes paprastai aušinimo procese yra naudojamas iškastinis kuras, kuris labiausiai prisideda prie pasaulinio atšilimo greitinimo.

Nors naujųjų dažų tobulinimas dar nėra baigtas ir ketinama su jais atlikti dar keletą bandymų, bet jų patentinė paraiška jau yra pateikta. Nors oficialus pavadinimas dar nėra paskelbtas.