Білий колір неодноразово з’являється на палітрі нашої планети - від крижаних тундр до хвиль, що висять. Цей колір забезпечує природний спосіб відбиття світла від Сонця назад від поверхні Землі та у космос. Цей ефект - відомий як планета альбедо - має величезний вплив на середню глобальну температуру.

Уявіть собі світ, повністю покритий океанами. Хоча ця ідея може викликати освіжаюче відчуття прохолоди, відсутність світловідбиваючих білих ділянок насправді призведе до зростання середньої температури поверхні Землі майже до 30 º C: подвоїти поточну середню температуру вдвічі 15 º C.

Триваючий спад на нашій планеті лід і сніг охоплення, а також є наслідком кліматичних змін, спричинених людиною, також спричиняє подальше підвищення температури поверхні. Моделі найгіршого сценарію передбачають, що – якщо CO? викиди різко не скоротяться до 2050 року – середні температури в 2100 році можуть бути 1.5 º C тепліші за сучасні, частково завдяки зменшеній відбивної здатності Землі. Колір нашого світу відіграє ключову роль у визначенні його майбутнього.

Знамениті білі будівлі таких островів, як Санторіні, Греція, не просто для демонстрації: люди використовували знання про те, що білі кольори найкраще відображають тепло протягом сотень років. Традиційно тип білої фарби називається гіпс, що містить сульфат кальцію (CaSO?), використовується для покриття таких будівель. Новий вчитися припускає, що альтернативна фарба, яка містить сульфат барію (BaSO?), може бути ще ефективнішою у відображенні сонячного випромінювання, яке потрапляє на будівлі, назад у космос.

Стіни та дахи в Греції часто фарбують гіпсом. Юдісчарновський / Піксабай, CC BY

Ключем до ефективності цієї нової фарби на основі сульфату барію є містяться в ній наночастинки, які відображають енергію Сонця при відносно високій ефективності та при питомих довжинах інфрачервоних хвиль 0.008 мм – 0.013 мм. Ці довжини хвиль відповідають тій частині атмосфери, яка є високопрозорою, відомій як “вікно неба".

Це означає, що більша частина відбитої сонячної енергії може повернутися назад через це «вікно» у космос, а не залишатися в пастці земної атмосфери та сприяти глобальному потеплінню. Відповідно з автори дослідження, коли сонячне випромінювання сяє на фарбі сульфату барію, майже 10% випромінювання відбивається на цих довжинах хвиль.

Нанесення цього типу фарби на будівлі в регіонах з теплим кліматом допоможе зберегти прохолоду будинків - величезна проблема, особливо в міські регіони, де щільність людей і будівель може підняти температуру до нестерпних висот протягом літніх місяців.

Дослідження демонструє, як фарбування будівель сульфатно-барієвою фарбою може знизити температуру всередині будівель на 4.5ºC порівняно з температурою зовнішнього повітря. Ця технологія може значно знизити вартість охолодження будівель за рахунок зменшення залежності від кондиціонера.

У США білі дахи Walmart допомагають зменшити споживання енергії в супермаркетах. Walmart / Flickr, CC BY-SA

Однак у цієї білішої за білу фарбу темнішої сторони. Енергія, необхідна для видобування сирої баритової руди для отримання та переробки сульфіту барію, що становить майже 60% фарби, означає, що вона має величезний вуглецевий слід. А широке використання фарби означало б різке збільшення у видобутку корисних копалин барію.

Охолоджувальні хитрощі природи

Фарба на основі сульфіту барію - лише один із способів поліпшити відбивна здатність будівель. Останні кілька років я витрачав на дослідження білого кольору в природному світі - від білих поверхонь до білих тварин. Шерсть тварин, пір’я та крила метеликів дають різні приклади того, як природа регулює температуру в структурі. Імітація цих природних методів може допомогти зберегти наші міста прохолоднішими з меншими витратами на навколишнє середовище.

Крила одного напружено білий жук вид називається Клеймо Lepidiota з'являються вражаюче яскраво-білі завдяки наноструктури в їх масштабах, які дуже добре розсіюють надходить світло. Цю природну властивість розсіювати світло можна використовувати для створення ще кращих фарб: наприклад, за допомогою перероблений пластик створити білу фарбу, що містить подібні наноструктури з набагато меншим вуглецевим слідом. Коли йдеться про натхнення у природи, небо - це межа.