Учёные из Университета Пердью создали белую краску, которая при нанесении на крышу может снижать температуру поверхности и охлаждать находящееся под ней здание.
Сюлин Руан, профессор машиностроения Университета Пердью, не ставил перед собой задачу попасть в Книгу рекордов Гиннесса, когда начал пытаться создать новый тип краски. У него была более высокая цель: охлаждать здания с целью предотвращения сжигания Земли.
В 2020 г. д-р Руан и его команда представили своё открытие: тип белой краски, способной отражать 95% солнечных лучей от поверхности Земли — они поднимаются обратно через атмосферу и уходят в глубокий космос. Несколько месяцев спустя компания объявила о создании ещё более эффективного состава, который увеличивает отражение солнечного света до 98%.
Свойства краски почти сказочные. Она может делать поверхности на 4 °С холоднее, чем температура окружающего воздуха в полдень, и на 11 °С холоднее ночью, снижая температуру внутри зданий и уменьшая потребность в кондиционировании воздуха на 40%. По словам д-ра Руана, краска прохладна на ощупь даже под палящим солнцем. В отличие от кондиционеров, краска не требует энергии для работы и не нагревает окружающий воздух.
В 2021 году Гиннесс признал эту краску самой белой в истории, и с тех пор она получила несколько наград. Изначально краска предназначалась для крыш домов, но теперь её стали активно использовать производители одежды, обуви, легковых и грузовых автомобилей и даже космических аппаратов. В прошлом году д-р Руан и его команда объявили, что им удалось разработать более лёгкую версию краски, которая может отражать тепло от автомобилей.
«На самом деле мы не пытались разработать самую белую в мире краску, — сказал в интервью д-р Руан. — Мы хотели помочь в борьбе с изменением климата, а сейчас это скорее кризис, причём все более серьёзный. Мы хотели узнать, можно ли сэкономить энергию и одновременно охладить Землю».
По словам д-ра Руана, хотя эта краска официально является самой белой в мире, она не ослепляет, поскольку рассеивает свет. На вид она не сильно отличается от белой краски из хозяйственного магазина.
До коммерческого использования краски остаётся ещё не менее года, и в настоящее время ведутся работы по повышению её прочности и устойчивости к загрязнениям. По словам д-ра Руана, команда Пердью сотрудничает с одной из компаний, но пока не может назвать её. Группа также разрабатывает цветные краски, использующие ультрабелый материал в качестве основы. «Они будут работать менее эффективно, чем белый, но лучше, чем некоторые другие коммерческие краски», — сказал он.
В связи с обострением климатического кризиса учёные срочно занялись разработкой отражающих материалов, включая различные типы покрытий и плёнок, которые могли бы пассивно охлаждать Землю. Эти материалы основаны на принципах физики, которые позволяют тепловой энергии проходить от Земли по определённым длинам волн через так называемое «окно прозрачности» в атмосфере и выходить в открытый космос.
Д-р Руан (слева) и Джозеф Пиплс из Университета Пердью использовали инфракрасную камеру для сравнения эффективности охлаждения образцов белой краски на крыше
Инфракрасные изображения показали, что образец краски (тёмно-фиолетовый квадрат в центре) фактически охлаждает плату ниже температуры окружающей среды, чего не делают даже коммерческие «теплоотталкивающие» краски
Джереми Мундай, профессор электротехники и вычислительной техники Калифорнийского университета в Дэвисе, занимающийся исследованиями в области экологически чистых технологий, считает, что такое перенаправление энергии практически не повлияет на космос. По его словам, Солнце уже излучает более чем в миллиард раз больше тепла, чем Земля, и этот метод просто отражает уже генерируемое Солнцем тепло. «Это всё равно, что вылить чашку обычной воды в океан», — сказал д-р Мундай.
По его расчётам, если такими материалами, как ультрабелая краска Пердью, покрыть от 1% до 2% поверхности Земли, что составляет чуть более половины площади Сахары, то планета перестанет поглощать больше тепла, чем излучать, и глобальная температура перестанет расти.
Д-р Мандей отметил, что покрыть половину Сахары или любой прилегающей поверхности таким количеством излучающего материала невозможно по ряду причин, среди которых практическая целесообразность, проблемы дикой природы и погодные катаклизмы, вызванные внезапным похолоданием одного региона.
Однако распространение очагов охлаждения по всему миру может иметь глобальные и локальные преимущества, например, компенсировать эффект городского «теплового острова», который возникает из-за того, что большинство зданий поглощают и удерживают гораздо больше тепла, чем естественные поверхности, такие как леса, вода и растения.
Хотя жители таких жарких и живописных мест, как Санторини и Касабланка, уже давно используют белую краску для охлаждения жилья, а муниципалитеты всё чаще прибегают к покраске крыш в белый цвет, доктор Руан говорит, что коммерческие белые краски обычно отражают от 80% до 90% солнечного света. Это означает, что они по-прежнему поглощают от 10% до 20% тепла, которое, в свою очередь, нагревает поверхности и окружающий воздух. По сравнению с ними, краска из Пердью поглощает гораздо меньше солнечного тепла и излучает гораздо больше тепла в глубокий космос, что позволяет охлаждать поверхности до температуры ниже комнатной.
Тем не менее, опасения есть. В стандартной версии ультрабелой краски Пердью используется сульфат бария, который приходится добывать, что увеличивает её углеродный след, хотя д-р Руан отметил, что диоксид титана, который используется в подавляющем большинстве коммерческих красок, также приходится добывать.
Геоинженерия — манипулирование различными процессами для управления климатом Земли — также подвергается критике за то, что она отвлекает внимание от основной проблемы: человек должен прекратить сжигать ископаемое топливо, чтобы избежать более катастрофических последствий изменения климата. Но даже если бы использование ископаемого топлива немедленно и полностью прекратилось, климатические катастрофы продолжали бы происходить из-за большого количества парниковых газов, которые задерживаются в атмосфере. Крупномасштабное излучательное охлаждение, по словам д-ра Мундая, стало бы для нас спасением.
«Это определённо не долгосрочное решение климатической проблемы, — сказал д-р Мундай. — Это то, что можно сделать в краткосрочной перспективе для смягчения более серьёзных проблем, пока мы пытаемся взять всё под контроль».
