За последние несколько лет исследователи, работа которых была опубликована в Cell Reports Physical Science, разработали настолько белую краску, что она отражает большую часть получаемого солнечного света. Вещи, окрашенные этой ультрабелой краской, на несколько градусов холоднее температуры окружающей среды, и ее можно использовать в качестве безэлектроэнергетического способа охлаждения зданий.
А теперь, благодаря новым инновациям, не только зданий. Команда выпустила новую версию краски, которая намного тоньше и легче, поэтому ее можно использовать на транспортных средствах, не влияя на производительность и при этом обеспечивая отличное охлаждение. В оригинальном рецепте используются наночастицы сульфата бария, которые отражают 98,1% солнечного света, охлаждая наружные поверхности более чем на 4,5°C ниже температуры окружающей среды.
«Для достижения такого уровня радиационного охлаждения ниже температуры окружающей среды нам пришлось нанести слой краски толщиной не менее 400 микрон», — заявил профессор Сюлинь Жуань. «Хорошо, если вы рисуете прочную стационарную конструкцию, например крышу здания. Но в приложениях, которые имеют точные требования к размеру и весу, краска должна быть тоньше и легче».
Новая краска имеет чуть меньшую отражательную способность — 97,9%, но при этом имеет толщину всего 150 микрон. Это чуть толще обычного листа бумаги. Уменьшение толщины и веса стало возможным благодаря отходу от сферических наночастиц и переходу на другое вещество — нитрид бора с другой пространственной конфигурацией.
«Гексагональный нитрид бора имеет высокий показатель преломления, что приводит к сильному рассеянию солнечного света», — добавил Андреа Феличелли, аспирант Purdue в области машиностроения, работавший над проектом. «Частицы этого материала также имеют уникальную морфологию, которую мы называем нанопластинками».
«Модели показали нам, что нанопластинки более эффективно отражают солнечное излучение, чем сферические наночастицы, использовавшиеся в предыдущих охлаждающих красках», — объяснила Иоанна Катсамба, еще один аспирант машиностроения в Purdue, которая провела моделирование для краски.
Новая краска более чем на 60 процентов тоньше предыдущей, но за счет включения воздушных карманов она становится на 80 процентов менее тяжелой.
«Этот легкий вес открывает двери для всех видов приложений», — сказал Джордж Чиу, профессор машиностроения Purdue и эксперт в области струйной печати. «Теперь у этой краски есть потенциал для охлаждения экстерьера самолетов, автомобилей или поездов. Самолету, стоящему на взлетной полосе в жаркий летний день, не нужно будет так сильно включать кондиционер, чтобы охлаждать салон, что позволяет сэкономить большое количество энергии. Космические корабли также должны быть максимально легкими, и эта краска может быть частью этого».
Команда считает, что они близки к коммерциализации краски, как только решат последние несколько проблем.
