Od lodowych tundr po kłębiące się chmury, biały kolor pojawia się wielokrotnie na palecie naszej planety. Kolor ten zapewnia naturalny sposób odbijania się światła słonecznego z powierzchni Ziemi w przestrzeń kosmiczną. Ten efekt – znany jako planeta albedo – ma ogromny wpływ na średnią globalną temperaturę.

Wyobraź sobie świat całkowicie pokryty oceanami. Chociaż pomysł może wywoływać odświeżające poczucie chłodu, brak odblaskowych białych obszarów spowodowałby w rzeczywistości wzrost średniej temperatury powierzchni Ziemi do prawie 30ºC: podwoić swoją aktualną średnią temperaturę 15ºC.

Nieustanny upadek naszej planety lód i śnieg zasięgu, jest nie tylko konsekwencją zmian klimatycznych wywołanych działalnością człowieka, ale także powoduje dalszy wzrost temperatury powierzchni. Modele najgorszego scenariusza przewidują, że – jeśli CO? emisje nie ulegną radykalnej redukcji do roku 2050 – średnie temperatury w roku 2100 mogą tak zostać 1.5ºC cieplejsze niż dzisiejsze, częściowo dzięki zmniejszonej zdolności odbijania światła przez Ziemię. . Kolor naszego świata odgrywa kluczową rolę w określaniu jego przyszłości.

Słynne białe budynki na wyspach takich jak Santorini w Grecji nie są tylko na pokaz: ludzie od setek lat wykorzystują wiedzę, że białe kolory najlepiej odbijają ciepło. Tradycyjnie rodzaj białej farby zwanej gips, zawierający siarczan wapnia (CaSO?), stosuje się do pokrycia takich budynków. Nowy „The Puzzle of Monogamous Marriage” sugeruje, że alternatywna farba zawierająca siarczan baru (BaSO?) mogłaby jeszcze skuteczniej odbijać promieniowanie słoneczne padające na budynki z powrotem w przestrzeń kosmiczną.

W Grecji ściany i dachy są często malowane gipsem. Judithscharnowski/Pixabay, CC BY

Kluczem do skuteczności tej nowej farby na bazie siarczanu baru są zawarte w niej nanocząstki, które odbijają energię słoneczną ze stosunkowo wysoką wydajnością i przy określonych długościach fal podczerwonych w zakresie 0.008–0.013 mm. Te długości fal pasują do części atmosfery, która jest wysoce przezroczysta, znana jako „okno nieba".

Oznacza to, że więcej odbitej energii słonecznej może odbijać się z powrotem przez to „okno” w kosmos, zamiast pozostawać w ziemskiej atmosferze i przyczyniać się do globalnego ocieplenia. Według autorzy badania, gdy promieniowanie słoneczne pada na farbę na bazie siarczanu baru, prawie 10% promieniowania odbija się na tych długościach fal.

Nakładanie tego rodzaju farby na budynki w regionach o ciepłym klimacie pomoże utrzymać chłodniejsze budynki – jest to ogromne wyzwanie, szczególnie w regiony miejskie, gdzie zagęszczenie ludzi i budynków może w miesiącach letnich wywindować temperatury do nieznośnych wysokości.

Badanie pokazuje, w jaki sposób malowanie budynków farbą na bazie siarczanu baru może obniżyć temperaturę wewnątrz budynków o 4.5ºC w porównaniu z temperaturą powietrza na zewnątrz. Ta technologia może znacznie obniżyć koszty budynki chłodnicze zmniejszając zależność od klimatyzacji.

W Stanach Zjednoczonych białe dachy Walmart pomagają zmniejszyć zużycie energii w supermarketach. Walmart / Flickr, CC BY-SA

Jednak ta bielsza niż biała farba ma ciemniejszą stronę. Energia potrzebna do wydobycia surowej rudy barytu w celu wytworzenia i przetworzenia siarczynu baru, który stanowi prawie 60% farby, oznacza, że ​​ma ogromny ślad węglowy. A szerokie użycie farby oznaczałoby dramatyczny wzrost w górnictwie baru.

Naturowe sztuczki chłodzące

Farba na bazie siarczynu baru to tylko jeden ze sposobów na poprawę współczynnika odbicia budynków. Ostatnie kilka lat spędziłem na badaniu białego koloru w naturalnym świecie, od białych powierzchni po białe zwierzęta. Sierść zwierząt, pióra i skrzydła motyla to różne przykłady tego, jak natura reguluje temperaturę w konstrukcji. Naśladowanie tych naturalnych technik może pomóc w ochłodzeniu naszych miast przy niższych kosztach dla środowiska.

Skrzydła jednego intensywnie biały chrząszcz gatunek zwany piętno Lepidiotadio wyglądają uderzająco jasną bielą dzięki nanostruktury w ich łuskach, które są bardzo dobre w rozpraszaniu padającego światła. Ta właściwość rozpraszania naturalnego światła może być wykorzystana do projektowania jeszcze lepszych farb: na przykład poprzez użycie z recyklingu plastiku stworzenie białej farby zawierającej podobne nanostruktury o znacznie niższym śladzie węglowym. Jeśli chodzi o czerpanie inspiracji z natury, granice są nieograniczone.