Найбіліша у світі фарба відбиває понад 98% сонячного світла

Багато хто чув про «найчорнішу на світі» фарбу Vantablack: вона поглинає і перетворює на тепло 99,965% світла, яке падає на неї. Але у цієї фарби є й антипод: біла фарба Purdue Ultra-white. Вона відбиває понад 98% сонячного світла, що падає на неї, але це ще не все.

Фарба містить високу концентрацію наночастинок сульфату барію BaSO₄ діаметром від 200-300 нанометрів до 4-5 тисяч нанометрів. У таких наночастинок є цікава особливість: під впливом світла, що являє собою по суті змінне електромагнітне поле, кристалічні решітки цих наночастинок починають здійснювати коливання з частотою близько 33 терагерц, випускаючи при цьому електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі близько 9 мікрометрів. Для випромінювання такої довжини хвилі атмосфера практично прозора, тож це випромінювання фарба Purdue Ultra-white буквально випромінює аж у космос!

Звичайні матеріали, включно з нашою власною шкірою, теж випромінюють електромагнітне випромінювання просто тому, що їхні атоми і молекули коливаються в процесі хаотичного теплового руху. Більша частина енергії випромінюється в діапазоні від 5 до 20 мікрометрів: за рахунок цього ефекту відбувається так зване радіаційне охолодження: наше тіло, приміром, у такий спосіб позбувається приблизно третини тепла, яке ми випромінюємо в довкілля. Однак таке теплове випромінювання по-різному взаємодіє з навколишнім середовищем, насамперед, повітрям: наприклад, вуглекислий газ і вода, що містяться в ньому, доволі сильно поглинають випромінювання з довжиною хвилі понад 14 мікрометрів, а також з довжинами хвиль 4-8 мікрометрів. Тому охолодження за рахунок випромінювання на цих довжинах хвиль працює не дуже ефективно, оскільки воно досить сильно прогріває безпосередньо прилеглий до навколишнього тіла шар повітря. Випромінювання у вікні прозорості атмосфери з довжинами хвиль 8-14 нанометрів так не робить, і тому для кращого охолодження «бажано» зібрати всю енергію теплового випромінювання саме в цьому діапазоні.

І саме це і роблять наночастинки фарби Purdue Ultra‑white! Грубо кажучи, вони поглинають інфрачервоне випромінювання інших діапазонів (наприклад, що виходить від пофарбованого цією фарбою тіла) і перевипромінюють його якраз на довжині хвилі в 9 нанометрів. Таке випромінювання потрапляє у вікно прозорості і легко розсіюється, ефективно охолоджуючи і саму фарбу, і те, що нею пофарбовано!

Експерименти показують, що предмети, пофарбовані фарбою Purdue Ultra‑white, можуть бути на 3-5 градусів прохолоднішими за предмети в тих же умовах! Таким чином, фарба Purdue Ultra‑white є прикладом так званих терморадіаційних матеріалів, які в майбутньому можуть використовуватися для штучного випромінювального охолодження, що не вимагає складного обладнання та джерел живлення!

---

© знайдено в мережі