Самая белая краска! С ним летом не нужно включать кондиционер

«Черное перед тобой не черное, о каком белом ты говоришь».

Как определить белый цвет?

Белый — это цвет снега, стен и молока.

Бог сказал, что должен быть свет, а белый свет включает в себя свет разных цветов.

В шестнадцатеричных цветовых кодах #FFFFFF означает чистый белый цвет.

Белый также может олицетворять ощущение прохлады в середине лета.

Самая белая краска в мире, от зданий до автомобилей

С научной точки зрения определение белого связано с отражательной способностью. Как правило, объект считается белым, если он отражает 80% или более всех длин волн в видимом спектре.

Чем белее материал, тем больше света он может отражать и тем меньше вероятность его нагрева. Научный здравый смысл передается из поколения в поколение в виде жизненного опыта, люди в тропиках часто красят свои дома в белый цвет, а белые здания на Санторини в Греции служат не только для эстетики.

В 2021 году Университет Пердью разработал ультрабелую краску, содержащую частицы сульфата бария с коэффициентом отражения 98,1%, которая в сентябре того же года была внесена в Книгу рекордов Гиннеса издания 2022 года , по праву став самой белой до сих пор. краска .

При использовании на крышах и тротуарах покрытие может поддерживать температуру наружных поверхностей более чем на 4,5°C ниже температуры окружающей среды, снижая потребность в кондиционировании воздуха и смягчая эффект городского теплового острова даже зимой .

Сюлинь Жуан, профессор машиностроения Университета Пердью, участвовавший в исследовании, привел пример из жизни:

Если вы покрываете им 1000 квадратных футов площади крыши, по нашим оценкам, вы можете получить до 10 киловатт мощности охлаждения. Это мощнее, чем кондиционеры, которые используются в большинстве домов.

Исследователи даже предположили, что всего 0,5-1% поверхности Земли может быть покрыто краской, чтобы обратить вспять тенденцию глобального потепления.

Недавно те же ученые разработали новый состав, более тонкий и легкий , или самую белую в мире краску 2.0, которая также снижает температуру поверхности.

Зачем делать его легче и тоньше? Основная причина в том, что сценарии использования 1.0 и 2.0 отличаются.

Когда вышла версия 1.0, для достижения адекватного уровня радиационного охлаждения толщина покрытия должна была быть не менее 0,4 мм, что вполне приемлемо для таких конструкций, как крыши зданий.

Но когда вы смотрите на объекты с точными требованиями к размеру и весу, такие как автомобили, поезда и самолеты, где покрытия должны быть тоньше и легче, 2.0 — самое время поиграть.

2.0 представляет собой нанопористое покрытие, содержащее гексагональный нитрид бора (вещество, в основном используемое в смазочных материалах), и для достижения коэффициента отражения 97,9% требуется всего 0,15 мм, что почти равно 98,1% для 1.0.

Какова роль гексагонального нитрида бора? Член команды Андреа Феличелли, аспирант машиностроения Университета Пердью, объяснил:

Гексагональный нитрид бора имеет высокий показатель преломления, что приводит к сильному рассеянию солнечного света; его частицы также имеют уникальную морфологию, которую мы называем нанопластинками, которые более эффективно отражают солнечное излучение, чем предыдущие сферические наночастицы.

2.0 также очень пористый в наномасштабе из-за его меньшей плотности и меньшей толщины, и он на 80% легче, чем 1.0.

Зажигалка 2.0 будет использоваться в различных сценариях с легким весом, где она может снизить температуру поверхности примерно на 5,6°C при распылении на внешнюю поверхность самолетов, автомобилей или поездов.

В изнуряющую жару самолету на летном поле не нужно включать кондиционер для охлаждения салона, и можно сэкономить много энергии.

Ожидается, что 2.0 будет запущен в коммерческую эксплуатацию в течение двух-трех лет, но для этого потребуется ряд испытаний и доработок, таких как минимизация использования летучих органических соединений (ЛОС).

Краски, лаки и другие продукты содержат органические растворители, которые при использовании выделяют летучие органические соединения.Формальдегид является одним из самых известных летучих органических соединений, которые вредны для здоровья и окружающей среды.

Профессор Руан Сюлинь также предвидел безграничные возможности 2.0 за пределами транспортной отрасли: можно использовать одежду, обувь и даже портативные электронные устройства, такие как мобильные телефоны:

«Его можно вводить в краску или текстильные волокна, наносить кистью, распылять или наносить валиком».

Однако, даже если 2.0 действительно коммерциализируется, цена никогда не будет дешевой, потому что нитрид бора нужно синтезировать и производить, поэтому он больше подходит для сценариев, когда вам не важна стоимость, но «заботятся» о весе и толщине. .

Самая белая краска также является крутой краской

Белейшая краска 1.0 и 2.0 имеют практически одинаковую отражательную способность, не заменяя друг друга, но каждая имеет свои достоинства.

В конце концов, побить рекорд самой белой краски — не цель ученых, а сдерживание глобального потепления и экономия энергии.

С 1970-х годов многие ученые пытались разработать покрытия с радиационным охлаждением, чтобы заменить традиционные кондиционеры и избежать попадания в порочный круг глобального потепления, в котором чем горячее становится горячее, тем горячее становится еще горячее.

На разработку 1.0 у команды Purdue ушло шесть лет, они рассмотрели более 100 различных материалов, сузили их до 10 и протестировали около 50 различных составов для каждого материала.

Белая краска, продаваемая на рынке, имеет коэффициент отражения от 80% до 90%, а обычное сырье диоксид титана поглощает ультрафиолетовые лучи и излучает тепло, поэтому температура поверхности здания не должна быть ниже температуры окружающей среды.

1.0 опирается на две ключевые технологии.

С одной стороны, высокая концентрация сульфата бария используется в качестве основного компонента, чтобы лучше отражать солнечный свет, не поглощая ультрафиолетовые лучи;

С другой стороны, степень рассеивания света частицами зависит от размера, и когда сульфат бария превращают в частицы разного размера, краска может отражать солнечный свет разных цветов и длин волн, достигая широчайшего спектрального эффекта рассеяния.

Помимо почти 100-процентной отражательной способности, наночастицы отражают солнечную энергию на определенных длинах волн инфракрасного излучения 0,008–0,013 мм, а тепло возвращается в космос через инфракрасное окно , не задерживаясь в атмосфере Земли.

В конечном итоге он излучает больше тепла, чем поглощает , тем самым борясь с глобальным потеплением.

Это «пассивное лучистое охлаждение» охлаждает поверхность здания без потребления энергии, что эквивалентно установке кондиционера, не потребляющего электричество.

Как вы можете видеть на изображении с ИК-камеры, область, где находится 1.0, имеет темно-фиолетовый цвет, сильно отличающийся от окружающего цвета, что указывает на то, что она охлаждает плату до температуры ниже температуры окружающей среды, чего не могут сделать коммерческие тепловые покрытия. .

Относительная доступность материалов также является преимуществом 1.0. Сульфат бария дешевле диоксида титана, а конечная стоимость может быть даже сравнима с традиционной белой краской.

Работа была запатентована, и Purdue работает с компанией, чтобы увеличить масштаб краски и вывести ее на рынок, а коммерциализация ожидается в течение двух лет.

Но 1.0 далека от совершенства. Роннен Левинсон, эксперт по эффекту теплового острова в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, отметил, что после отражения ультрафиолетовый свет, вероятно, вступит в реакцию с такими веществами, как оксиды азота в воздухе, что может повредить качеству воздуха.

В отчете Fast Company упоминается, что почти 60% сырья для этого покрытия поступает из баритовой руды.Добыча полезных ископаемых означает огромные потребности в энергии и углеродный след, что противоречит цели защиты окружающей среды и сталкивается с дилеммой положительного и отрицательный.

Фактически, до версии 1.0 Университет Пердью также выпустил версию. В октябре 2020 года они разработали белую краску с коэффициентом отражения 95,5%, используя в качестве сырья карбонат кальция.

Карбонат кальция уже давно заменен сульфатом бария 1.0, гексагональный нитрид бора 2.0 расширил сценарии использования 1.0.

«Самый белый белый» — это лишь временное вымышленное имя, технологии постоянно совершенствуются, и может быть 3.0 и 4.0. Если вы хотите получить реальный ответ по защите окружающей среды, вы должны начать с 70 и 80 баллов.

С самым белым белым, не забудьте самый черный черный

Несколько лет назад самым черным был Vantablack, поглощающий до 99,965% видимого света, он был изобретен британской технологической компанией Surrey NanoSystems и стал сюрпризом, когда был выпущен в 2014 году.

Vanta означает вертикально ориентированные массивы нанотрубок, что означает вертикально ориентированные массивы нанотрубок с примерно одним миллиардом нанотрубок на квадратный сантиметр покрытия.

Он такой поразительно черный из -за равномерно распределенной структуры нанотрубок , легкие частицы, которые входят в него, поглощаются, и очень немногие отраженные частицы попадают на верхнюю часть нанотрубок.

Перед двумя одинаковыми бронзовыми статуями, когда одна из них окрашена Vantablack, она сразу превращается из трехмерной в двухмерную. Ты смотришь не в черноту, а в бездну.

Когда вышла Whitest Paint 1.0, исследователи сравнили ее с Vantablack. В конце концов, один слишком черный, чтобы доминировать над толпой, а другой слишком белый, чтобы доминировать.

В то время также был эпизод, связанный с Vantablack: исследователей предупредили остерегаться Аниша Капура.

Аниш Капур — британский художник, получивший известность в мире искусства в 2016 году, когда он получил исключительные художественные права на Vantablack , которые только он может использовать в художественных целях.

Наиболее бурно на это отреагировал другой британский художник Стюарт Семпл, который в порыве гнева разработал «самую розовую» краску и выложил ее на сайт, где ее может купить любой желающий, кроме Аниша Капура.

Недавно японская интернет-знаменитость захотела бросить вызов «самой темной комнате в мире», но не смогла купить Vantablack, поэтому решила купить краску «True Black Warriors» со степенью светопоглощения 99,4% («Dynasty Warriors». .: игровые деньги).

Он также покрасил себя полностью в черный цвет, как в «Человеке в черном» Конана.

Но теперь Vantablack не самый темный. В 2019 году Массачусетский технологический институт разработал материал, который поглощает 99,995% видимого света, и, что самое главное, ученые сотрудничали с художником Димутом Стребе, чтобы он выглядел в форме алмаза.

Когда самый яркий «камень» встречается с самым светопоглощающим материалом, натуральный желтый бриллиант стоимостью 2 миллиона долларов полностью скрывается во тьме, поэтому его называют «Искуплением тщеславия».

Димут Стребе и Массачусетский технологический институт также написали рядом с бриллиантом: «Этот проект также можно рассматривать как заявление против покупки Анишем Капуром исключительных художественных прав на Vantablack. Мы использовали другой состав углеродных нанотрубок, который может использовать любой художник».

Помимо искусства и эстетики, самый темный черный цвет в основном используется на поверхностях, которые крайне нетерпимы к отраженному свету , таких как астрономические телескопы, микроспутники, датчики звездного неба, инфракрасные датчики, а также считается полезным в самолетах-невидимках.

Девелоперская компания Vantablack в свое время предложила выставить в музее вместе самое белое белое и самое черное черное, а чтобы не нарушать исключительные права на искусство, подписанные с Анишем Капуром, они также подчеркнули, что «это не искусство», а «образовательное «Цель» для тех, кто интересуется наукой о крайностях света и тьмы.

«Наука может создать среду для искусства, а искусство также может вернуть науке.» От самого белого белого до самого черного черного палитра ученых также влияет на будущее человечества.

#Добро пожаловать на официальную учетную запись Айфанер в WeChat: Айфанер (WeChat: ifanr), в ближайшее время вам будет представлен более интересный контент.

Love Faner | Исходная ссылка · Просмотреть комментарии · Sina Weibo