Fra iskolde tundraer til bølgende skyer vokser farven hvid gentagne gange op på vores planets palet. Denne farve giver en naturlig måde, hvorpå lys fra solen reflekteres tilbage fra jordens overflade og ud i rummet. Denne effekt - kendt som planetens albedo - har en enorm indflydelse på den gennemsnitlige globale temperatur.

Forestil dig en verden, der udelukkende er dækket af oceaner. Selvom ideen måske fremkalder en forfriskende følelse af kølighed, ville fraværet af reflekterende hvide områder faktisk se Jordens gennemsnitlige overfladetemperatur stige til næsten 30ºC: fordoble den aktuelle gennemsnitstemperatur på 15ºC.

Det vedvarende fald i vores planet is og sne dækning, ud over at være en konsekvens af menneskedrevne klimaændringer, driver også yderligere stigninger i overfladetemperaturen. Worst-case scenariemodeller forudsiger det – hvis CO? emissionerne er ikke reduceret dramatisk inden 2050 – gennemsnitstemperaturerne i år 2100 kan være 1.5ºC varmere end i dag, delvis takket være Jordens reducerede reflektionsevne. Farven i vores verden spiller en nøglerolle i bestemmelsen af ​​dens fremtid.

De berømte hvide bygninger på øer som Santorini, Grækenland, er ikke kun til udstilling: mennesker har brugt viden om, at hvide farver afspejler varmen bedst i hundreder af år. Traditionelt kaldes en type hvid maling gips, der indeholder calciumsulfat (CaSO?), bruges til at dække sådanne bygninger. En ny studere antyder, at en alternativ maling indeholdende bariumsulfat (BaSO?) kunne være endnu mere effektiv til at reflektere den solstråling, der rammer bygninger tilbage i rummet.

Vægge og tag er ofte malet med gips i Grækenland. Judithscharnowski / Pixabay, CC BY

Nøglen til effektiviteten af ​​denne nye bariumsulfatbaserede maling er de nanopartikler, den indeholder, der reflekterer solens energi ved en relativt høj effektivitet og ved specifikke infrarøde bølgelængder på 0.008 mm – 0.013 mm. Disse bølgelængder matcher en del af atmosfæren, der er meget gennemsigtig, kendt som ”himmel vindue".

Det betyder, at mere af den reflekterede solenergi kan hoppe lige tilbage gennem dette "vindue" i rummet i stedet for at forblive fanget i Jordens atmosfære og bidrage til den globale opvarmning. Ifølge undersøgelsens forfattere, når solstråling skinner ved bariumsulfatmaling, reflekteres næsten 10% af strålingen ved disse bølgelængder.

Anvendelse af denne type maling på bygninger i varme klimaregioner hjælper med at holde bygninger køligere - en kæmpe udfordring især i byregioner, hvor tætheden af ​​mennesker og bygninger kan skubbe temperaturer til uudholdelige højder i sommermånederne.

Undersøgelsen viser, hvordan maling af bygninger med bariumsulfatmaling kan reducere temperaturen inde i bygningerne med 4.5 ºC sammenlignet med den udvendige lufttemperatur. Denne teknologi har potentialet til at sænke omkostningerne betydeligt kølebygninger ved at reducere afhængigheden af ​​aircondition.

I USA hjælper Walmarts hvide tage med at reducere energiforbruget i superbutikkerne. Walmart / Flickr, CC BY-SA

Denne hvidere-end-hvide maling har dog en mørkere side. Den krævede energi til at grave rå baritmalm op til produktion og forarbejdning af bariumsulfit, der udgør næsten 60% af malingen, betyder, at den har en enorm carbonspor. Og at bruge malingen bredt ville betyde en dramatisk stigning i minedriften af barium.

Naturens afkølingstricks

Bariumsulfitbaseret maling er kun en måde at forbedre bygningers reflektionsevne på. Jeg har brugt de sidste par år på at undersøge farven hvid i den naturlige verden, fra hvide overflader til hvide dyr. Dyrehår, fjer og sommerfuglevinger giver forskellige eksempler på, hvordan naturen regulerer temperaturen i en struktur. Efterligning af disse naturlige teknikker kan hjælpe med at holde vores byer køligere med mindre omkostninger for miljøet.

Vingerne af en intenst hvid bille arter kaldet Lepidiota stigma vises en slående lys hvid takket være nanostrukturer i deres skalaer, som er meget gode til at sprede indkommende lys. Denne naturlige lysspredende egenskab kan bruges til at designe endnu bedre maling: for eksempel ved at bruge genanvendt plast at skabe hvid maling indeholdende lignende nanostrukturer med et langt lavere COXNUMX-fodaftryk. Når det kommer til at tage inspiration fra naturen, er himlen grænsen.