كشف باحثون من جامعة بوردو عن طلاء "فائق البياض" يعكس 98.1% من ضوء الشمس الساقط، وهو مستوى من الانعكاس الشمسي يتجاوز بكثير نسبة 80-90% المعتادة في منتجات الأسطح الباردة الحالية.
كيف يعمل هذا الطلاء
يعود بريق هذا الطلاء إلى كبريتات الباريوم، وهو معدن يُستخدم بالفعل في مستحضرات التجميل والتصوير الفوتوغرافي بسبب بياضه الناصع. أمضى فريق جامعة بوردو ست سنوات في اختبار أكثر من مائة مادة مرشحة قبل الاستقرار على خليط من جزيئات كبريتات الباريوم بأحجام مختلفة. تعمل أبعاد الجزيئات المتنوعة على تشتيت ضوء الشمس عبر طيف أوسع، مما يعيد معظم الطاقة الشمسية إلى الفضاء بدلاً من تسخين السطح الموجود تحتها.
في ضوء الشمس المباشر، ظل السطح المغطى بالتركيبة الجديدة أبرد بنحو 4.5 درجة مئوية من الهواء المحيط. وبعد غروب الشمس، استمر السطح نفسه في فقدان الحرارة من خلال التبريد الإشعاعي، ليكون أبرد بنحو 10.5 درجة مئوية من درجة حرارة الهواء المحيط. ومن الناحية العملية، فإن سقفاً بمساحة 1000 قدم مربع معالج بهذا الطلاء سيشتت حرارة تعادل وحدة تكييف هواء بقدرة 10 كيلوواط، ولكن دون استهلاك أي كهرباء.
لماذا ستستفيد الهند من هذا الابتكار
تشهد أشهر الصيف في الهند ارتفاعاً كبيراً في ذروة الطلب على الكهرباء بانتظام، حيث تقوم المنازل والشركات بتشغيل أجهزة تكييف الهواء بأقصى طاقتها. ويشكل هذا الارتفاع ضغطاً على الشبكة التي تعاني بالفعل من فجوات في القدرة الاستيعابية، مما يجبر شركات المرافق على تشغيل محطات توليد الطاقة وقت الذروة المكلفة والتي تعتمد بكثافة على الوقود الأحفوري. ومن خلال تقليل حمل التبريد في المباني، يمكن لهذا الطلاء أن يقلل من حدة تلك الذروات، مما يخفف الضغط على الشبكة الوطنية ويقلل الحاجة إلى قدرات توليد إضافية.
في المدن الكبرى ذات البناء الكثيف، تمتص الأسطح الخرسانية والأسفلتية وغير المظللة الحرارة وتعيد إشعاعها، مما يخلق "جزر حرارة حضرية" تكون أحرّ بعدة درجات من المناطق الريفية المحيطة. إن تعميم طلاء عالي الانعكاس على نطاق المدينة من شأنه أن يرفع "الألبيدو" (القدرة الانعكاسية) للأسطح والواجهات، مما يعيد المزيد من الطاقة الشمسية إلى الفضاء ويخفض درجات الحرارة في جميع أنحاء المدينة.
بالنسبة للأسر ذات الدخل المنخفض، يوفر الطلاء حلاً سلبياً (passive) ومنخفض الصيانة. ويستخدم تطبيقه نفس الأدوات والتقنيات المألوفة لدى الدهانين المحليين، لذا يمكن توزيع التكلفة الأولية على مدار عمر الطلاء، بينما تنخفض فواتير الكهرباء الخاصة بتكييف الهواء بشكل حاد.
من المختبر إلى السوق
صمم فريق بوردو التركيبة لتتناسب مع خطوط تصنيع الطلاء الصناعية القائمة. ولا يتطلب الأمر إعادة تجهيز جذرية للمعدات، وهو عامل يسرع المسار من المختبر إلى المتاجر. تلقى المشروع دعماً من مركز أبحاث تقنيات التبريد في جامعة بوردو ومكتب البحوث العلمية التابع للقوات الجوية الأمريكية، وقد قدم الباحثون بالفعل طلبات براءات اختراع. وتظهر اختبارات المتانة أن الطلاء يقاوم التصدع والتقشر، مما يعالج انتقاداً شائعاً لتقنيات الأسطح الباردة السابقة التي كانت تتدهور بسرعة في ظل الظروف الجوية القاسية.
الخلاصة
يظهر طلاء بوردو فائق البياض أن تعديلاً بسيطاً نسبياً في المواد يمكن أن يحقق قفزة هائلة في الانعكاس الشمسي، مما يوفر مساراً منخفض الطاقة لتبريد المباني والمدن. وبالنسبة لدولة مثل الهند، حيث تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة الطلب على الكهرباء وتفاقم ظاهرة الجزر الحرارية الحضرية، يمكن أن يصبح هذا الطلاء أداة فعالة من حيث التكلفة في مجموعة أدوات التكيف مع المناخ — بشرط معالجة الجوانب الاقتصادية للنشر على نطاق واسع وأن يطابق الأداء في العالم الحقيقي الوعود المقدمة.