محققان دانشگاه پردو از یک رنگ «فوقسفید» رونمایی کردهاند که ۹۸.۱٪ از نور خورشید ورودی را بازتاب میدهد؛ سطحی از بازتاب خورشیدی که بسیار بالاتر از ۸۰ تا ۹۰ درصدی است که در محصولات رایج سقفهای خنک دیده میشود.
این رنگ چگونه کار میکند
درخشش این رنگ از سولفات باریم نشأت میگیرد، معدنی که پیش از این در لوازم آرایشی و عکاسی به دلیل سفیدی درخشانش استفاده میشد. تیم دانشگاه پردو شش سال را صرف آزمایش بیش از صد ماده کاندید کرد تا در نهایت بر ترکیبی از ذرات سولفات باریم در اندازههای مختلف به نتیجه رسید. ابعاد متنوع ذرات، نور خورشید را در طیف گستردهتری پراکنده میکند و بیشتر انرژی خورشیدی را به جای گرم کردن سطح زیرین، به فضا بازمیگرداند.
در زیر نور مستقیم خورشید، سطحی که با این فرمولاسیون جدید پوشانده شده بود، حدود ۴.۵ درجه سانتیگراد خنکتر از هوای محیط باقی ماند. پس از غروب خورشید، همان سطح همچنان از طریق سرمایش تابشی به از دست دادن گرما ادامه داد و حدود ۱۰.۵ درجه سانتیگراد از دمای هوای اطراف کمتر بود. از نظر عملی، یک سقف ۱۰۰۰ فوت مربعی که با این رنگ پوشانده شده باشد، گرمایی معادل یک واحد تهویه مطبوع ۱۰ کیلوواتی را دفع میکند، اما بدون مصرف هیچ مقدار برق.
چرا هند از این فناوری بهرهمند خواهد شد
در ماههای تابستان هند، تقاضای اوج مصرف برق به طور منظم با روشن کردن حداکثری کولرهای گازی در خانهها و کسبوکارها افزایش مییابد. این افزایش ناگهانی، شبکه برق را که پیش از این نیز با شکافهای ظرفیتی دستوپنجه نرم میکرد، تحت فشار قرار میدهد و شرکتهای خدمات برق را مجبور میکند تا نیروگاههای پیک (peaker plants) پرهزینه و با سوختهای فسیلی سنگین را به کار بیندازند. این رنگ با کاهش بار سرمایشی ساختمانها میتواند این اوج مصرف را تعدیل کرده، فشار بر شبکه ملی را کاهش دهد و نیاز به ظرفیت تولید اضافی را کم کند.
در کلانشهرهای متراکم، بتن، آسفالت و سقفهای بدون سایبان، گرما را جذب و دوباره تابش میکنند و «جزایر گرمایی شهری» ایجاد میکنند که چندین درجه گرمتر از مناطق روستایی اطراف است. اجرای گسترده این پوشش با بازتاب بالا در سطح شهر، آلبدو (albedo) سقفها و نماها را افزایش میدهد، انرژی خورشیدی بیشتری را به فضا بازمیگرداند و دمای کل شهر را کاهش میدهد.
برای خانوارهای کمدرآمد، این رنگ یک راهکار غیرفعال (passive) و کمهزینه از نظر نگهداری ارائه میدهد. استفاده از آن از همان ابزارها و تکنیکهایی استفاده میکند که برای نقاشان محلی آشناست، بنابراین هزینه اولیه میتواند در طول عمر پوشش توزیع شود، در حالی که قبض برق مربوط به تهویه مطبوع به شدت کاهش مییابد.
از آزمایشگاه تا بازار
تیم پردو فرمولاسیون را به گونهای طراحی کرده است که در خطوط تولید رنگهای صنعتی موجود جای بگیرد. هیچ بازسازی یا تغییر ابزار رادیکالی مورد نیاز نیست، عاملی که مسیر حرکت از آزمایشگاه تا فروشگاه را سرعت میبخشد. این پروژه از مرکز تحقیقات فناوریهای سرمایشی پردو و دفتر تحقیقات علمی نیروی هوایی ایالات متحده حمایت شد و محققان پیش از این درخواستهای ثبت اختراع خود را ثبت کردهاند. آزمایشهای دوام نشان میدهد که این پوشش در برابر ترک خوردن و پوستهپوست شدن مقاوم است، که این امر به یکی از انتقادات رایج نسبت به فناوریهای قبلی سقفهای خنک (که در شرایط آب و هوایی سخت به سرعت تخریب میشدند) پاسخ میدهد.
نتیجهگیری
رنگ فوقسفید پردو نشان میدهد که یک تغییر نسبتاً ساده در مواد میتواند جهشی بزرگ در بازتاب خورشیدی ایجاد کند و مسیری کممصرف برای خنک نگه داشتن ساختمانها و شهرها ارائه دهد. برای کشوری مانند هند، که دماهای رو به افزایش باعث تقاضای روزافزون برق و تشدید جزایر گرمایی شهری میشود، این پوشش میتواند به ابزاری مقرونبهصرفه در جعبهابزار انطباق با تغییرات اقلیمی تبدیل شود؛ مشروط بر اینکه مسائل اقتصادی استقرار در مقیاس بزرگ حل شود و عملکرد واقعی با وعدههای داده شده مطابقت داشته باشد.