A tinta mais branca de todos os tempos! Com ele, você não precisa ligar o ar condicionado no verão

"O preto na sua frente não é preto, de que branco você está falando."

Como definimos o branco?

O branco é a cor da neve, das paredes e do leite.

Deus disse que deveria haver luz, e a luz branca inclui luz de várias cores.

Nos códigos de cores hexadecimais, #FFFFFF refere-se ao branco puro.

O branco também pode representar uma sensação que o mantém fresco no meio do verão.

A tinta mais branca do mundo, de prédios a carros

Cientificamente, a definição de branco está relacionada à refletividade. Em geral, um objeto é considerado branco quando reflete 80% ou mais de todos os comprimentos de onda do espectro visível.

Quanto mais branco o material, mais luz ele pode refletir e menos provável que ele aqueça. O senso comum científico é passado de geração em geração na forma de experiência de vida, as pessoas nos trópicos costumam pintar suas casas de branco, e os prédios brancos em Santorini, na Grécia, não são apenas para estética.

Em 2021, a Purdue University desenvolveu uma tinta ultrabranca contendo partículas de sulfato de bário com refletividade de 98,1%, que foi incluída na edição de 2022 do Guinness Book of World Records em setembro do mesmo ano , tornando-se justamente a mais branca até agora. pintar .

Quando usado em telhados e calçadas, o revestimento pode manter superfícies externas mais de 4,5°C mais frias que o ambiente, reduzindo a demanda de ar condicionado e mitigando o efeito de ilha de calor urbana, mesmo no inverno .

Xiulin Ruan, professor de engenharia mecânica da Purdue University que participou da pesquisa, deu um exemplo da vida:

Se você cobrir 1.000 pés quadrados de área de telhado com ele, estimamos que você possa obter até 10 quilowatts de potência de resfriamento. Isso é mais poderoso do que os condicionadores de ar que a maioria das casas usa.

Os pesquisadores até sugeriram que apenas 0,5-1% da superfície da Terra poderia ser coberta com a tinta para reverter a tendência do aquecimento global.

Recentemente, os mesmos cientistas desenvolveram uma nova formulação mais fina e leve , a tinta 2.0 mais branca do mundo, que também reduz a temperatura da superfície.

Por que torná-lo mais leve e fino? A principal razão é que os cenários de uso de 1.0 e 2.0 são diferentes.

Quando saiu o 1.0, para atingir um nível adequado de resfriamento radiativo, o revestimento precisava ter pelo menos 0,4 mm de espessura, o que era perfeitamente aceitável para estruturas como telhados de edifícios.

Mas ao olhar para objetos com requisitos precisos de tamanho e peso, como carros, trens e aviões, onde os revestimentos precisam ser mais finos e leves, 2.0 é a hora de jogar.

2.0 é um revestimento nanoporoso contendo nitreto de boro hexagonal (uma substância usada principalmente em lubrificantes), e leva apenas 0,15 mm para atingir uma refletividade de 97,9%, quase o mesmo que 1,0 de 98,1%.

Qual é o papel do nitreto de boro hexagonal? O membro da equipe Andrea Felicelli, estudante de doutorado em engenharia mecânica na Purdue University, explicou:

O nitreto de boro hexagonal tem um alto índice de refração, o que resulta em forte dispersão da luz solar; suas partículas também têm uma morfologia única, que chamamos de nanoplaquetas, que são mais eficientes em refletir a radiação solar do que as nanopartículas esféricas anteriores.

2.0 também é altamente poroso em nanoescala devido à sua menor densidade e espessura mais fina, e é 80% mais leve que 1.0.

O 2.0 mais leve será usado em uma variedade de cenários leves, onde pode reduzir as temperaturas da superfície em cerca de 5,6°C quando pulverizado no exterior de aviões, carros ou trens.

No calor sufocante, a aeronave na pista não precisa ligar o ar condicionado para resfriar o interior, e muita energia pode ser economizada.

2.0 deverá ser comercializado dentro de dois a três anos, mas exigirá uma série de testes e refinamentos, como minimizar o uso de compostos orgânicos voláteis (VOCs).

Tintas, vernizes e outros produtos contêm solventes orgânicos, que liberam VOCs durante o uso.O formaldeído é um dos VOCs mais conhecidos, prejudiciais à saúde e ao meio ambiente.

O professor Ruan Xiulin também vislumbrou as infinitas possibilidades do 2.0 fora do setor de transporte. Vestuário, calçados e até produtos eletrônicos portáteis, como telefones celulares, podem ser usados:

"Pode ser incorporado em tintas ou fibras têxteis, escovado, pulverizado ou aplicado em rolo."

No entanto, mesmo que o 2.0 seja realmente comercializado, o preço nunca será barato, pois o nitreto de boro precisa ser sintetizado e produzido, por isso é mais indicado para cenários onde você não se preocupa com custo, mas "se preocupa" com peso e espessura .

A tinta mais branca também é a tinta fria

As tintas mais brancas 1.0 e 2.0 têm quase a mesma refletividade, não se substituindo, mas cada uma tem seus próprios méritos.

Afinal, bater o recorde de tinta mais branca não é o objetivo dos cientistas, é conter o aquecimento global e economizar energia.

Desde a década de 1970, muitos cientistas tentaram desenvolver revestimentos radiativos de resfriamento para substituir os condicionadores de ar tradicionais e evitar cair em um ciclo vicioso de aquecimento global em que o mais quente fica mais quente e o mais quente fica mais quente.

A equipe da Purdue levou seis anos para desenvolver o 1.0. Eles consideraram mais de 100 materiais diferentes, reduziram para 10 e testaram cerca de 50 formulações diferentes para cada material.

A tinta branca vendida no mercado tem uma refletividade de cerca de 80% a 90%, e a matéria-prima comum dióxido de titânio absorve os raios ultravioleta e irradia calor, de modo que a superfície da edificação não deve ser inferior à temperatura ambiente.

1.0 conta com duas tecnologias principais.

Por um lado, a alta concentração de sulfato de bário é utilizada como principal componente para melhor refletir a luz solar sem absorver os raios ultravioleta;

Por outro lado, o grau em que as partículas espalham a luz depende do tamanho, e quando o sulfato de bário é transformado em partículas de vários tamanhos, a tinta pode refletir a luz solar de diferentes cores e comprimentos de onda, alcançando o efeito de dispersão espectral mais amplo.

Além de serem quase 100% refletivas, as nanopartículas refletem a energia solar em comprimentos de onda infravermelhos específicos de 0,008-0,013 mm, e o calor retorna ao espaço através da janela infravermelha sem ficar preso na atmosfera da Terra.

Em última análise, emite mais calor do que absorve , combatendo assim o aquecimento global.

Este "resfriamento radiante passivo" resfria a superfície do edifício sem consumir energia, o que equivale a instalar um ar condicionado que não consome eletricidade.

Como você pode ver na imagem da câmera IR, a área onde o 1.0 está localizado é de uma cor roxa escura, muito diferente da cor ao redor, indicando que ela resfria a placa abaixo da temperatura ambiente, algo que os revestimentos térmicos comerciais não podem fazer .

A disponibilidade relativa de materiais também é uma vantagem de 1,0. O sulfato de bário é mais barato que o dióxido de titânio, e o custo final pode até ser comparável ao da tinta branca tradicional.

O trabalho foi patenteado e a Purdue está trabalhando com uma empresa para ampliar a tinta e colocá-la no mercado, com comercialização prevista em dois anos.

Mas 1.0 está longe de ser perfeito. Ronnen Levinson, especialista no efeito ilha de calor do Lawrence Berkeley National Laboratory, apontou que, depois de refletida, a luz ultravioleta provavelmente reagirá com substâncias como óxidos de nitrogênio no ar, que podem prejudicar a qualidade do ar.

Um relatório da Fast Company mencionou que cerca de 60% das matérias-primas para este revestimento são provenientes de minério de barita.A mineração significa uma enorme demanda de energia e pegada de carbono, o que vai contra o propósito de proteção ambiental e está preso em um dilema de negativo.

De fato, antes do 1.0, a Purdue University também lançou uma versão. Em outubro de 2020, eles desenvolveram uma tinta branca com refletividade de 95,5% usando carbonato de cálcio como matéria-prima.

O carbonato de cálcio foi substituído há muito tempo por sulfato de bário 1.0; nitreto de boro 2.0 hexagonal expandiu os cenários de uso de 1.0.

"O branco mais branco" é apenas um nome falso temporário, a tecnologia está melhorando constantemente e pode haver 3.0 e 4.0. Se você deseja uma resposta real de proteção ambiental, deve começar com 70 pontos e 80 pontos.

Com o branco mais branco, não se esqueça do preto mais preto

Há alguns anos, o preto mais preto era o Vantablack, que absorve até 99,965% da luz visível. Foi inventado pela empresa de tecnologia britânica Surrey NanoSystems e foi uma surpresa quando foi lançado em 2014.

Vanta significa arranjos de nanotubos alinhados verticalmente, o que significa arranjos de nanotubos alinhados verticalmente, com cerca de um bilhão de nanotubos por centímetro quadrado de revestimento.

É tão surpreendentemente preto por causa da estrutura de nanotubos uniformemente distribuída , que as partículas de luz que entram são absorvidas e muito poucas que são refletidas atingem o topo dos nanotubos.

Em frente às duas estátuas de bronze idênticas, quando uma delas é pintada com Vantablack, muda diretamente de tridimensional para bidimensional. Você não está olhando para o preto, mas para o abismo.

Quando o Whitest Paint 1.0 foi lançado, os pesquisadores o compararam ao Vantablack. Afinal, um é preto demais para dominar a multidão, e o outro é branco demais para dominar.

Houve também um episódio relacionado a Vantablack na época: os pesquisadores foram avisados ​​para tomar cuidado com Anish Kapoor.

Anish Kapoor é um artista britânico que ganhou notoriedade no mundo da arte em 2016 quando assumiu os direitos artísticos exclusivos de Vantablack , que só ele pode usar para fins artísticos.

A reação mais violenta a isso foi outro artista britânico, Stuart Semple, que desenvolveu a tinta "rosa mais rosa" num acesso de raiva e a colocou no site, onde qualquer um pode comprá-la, exceto Anish Kapoor.

Recentemente, uma celebridade japonesa da internet queria desafiar a "sala mais escura do mundo", mas não conseguiu comprar Vantablack, então decidiu comprar a tinta "True Black Warriors" com uma taxa de absorção de luz de 99,4% ("Dynasty Warriors" ). : dinheiro fictício).

Ele também se pintou completamente de preto, sem costura, porque Conan's Man in Black.

Mas agora Vantablack não é o mais escuro. Em 2019, o MIT desenvolveu um material que absorve 99,995% da luz visível e, o melhor de tudo, os cientistas colaboraram com o artista Diemut Strebe para fazê-lo aparecer na forma de um diamante.

Quando a "pedra" mais brilhante encontra o material mais absorvente de luz, o diamante amarelo natural de US$ 2 milhões fica completamente escondido na escuridão, por isso é chamado de "A Redenção da Vaidade".

Diemut Strebe e o MIT também escreveram ao lado do diamante: "Este projeto também pode ser visto como uma declaração contra a compra dos direitos artísticos exclusivos de Vantablack por Anish Kapoor. Usamos uma composição diferente de nanotubos de carbono que qualquer artista pode usar".

Arte e estética à parte, os pretos mais escuros são usados ​​principalmente em superfícies que têm uma tolerância muito baixa à luz refletida , como telescópios astronômicos, microssatélites, rastreadores de estrelas, sensores infravermelhos e também são considerados úteis em aeronaves furtivas.

A empresa de desenvolvimento de Vantablack uma vez propôs que o branco mais branco e o preto mais preto fossem exibidos juntos no museu. Para não violar os direitos artísticos exclusivos assinados com Anish Kapoor, eles também enfatizaram que "isso não é arte", mas "educação ". Propósito", para aqueles interessados ​​na ciência por trás dos extremos de luz e escuridão.

“A ciência pode criar um meio para a arte, e a arte também pode devolver à ciência.” Do branco mais branco ao preto mais preto, a paleta dos cientistas também afeta o futuro da humanidade.

#Bem-vindo a prestar atenção à conta oficial do WeChat de Aifaner: Aifaner (WeChat: ifanr), conteúdo mais interessante será trazido para você o mais rápido possível.

Love Faner | Link original · Ver comentários · Sina Weibo