Ao meio-dia de um dia ensolarado de verão, a temperatura de um telhado plano convencional de cor escura pode chegar a 150 graus Fahrenheit (65 graus Celsius), de acordo com o Departamento de Energia dos EUA . Esse calor aquecerá também o interior de um prédio ou de uma casa, tornando necessário o uso de ar condicionado – um gasto de energia que muitas vezes exige a queima de combustíveis fósseis em usinas elétricas, cujas emissões contribuem para a progressão das mudanças climáticas. É um problema atormentador que poderia ser facilmente resolvido, se tivéssemos apenas telhados que refletissem a energia solar de volta ao céu, em vez de absorvê-la.
A tinta mais branca já criada
É por isso que o desenvolvimento dos pesquisadores da tinta mais branca já criada - uma formulação "ultra-branca" que reflete até 98,1% da luz solar - pode se tornar um grande negócio no esforço para reduzir o consumo de energia e combater o aquecimento do nosso planeta. O avanço é detalhado neste artigo , publicado em 15 de abril de 2021, na Applied Materials & Interfaces, uma revista da American Chemical Society (ACS).
“Esta tinta não apenas reflete a maior parte da luz solar para evitar o superaquecimento, mas também se resfria mais fria do que o ar ao seu redor, mesmo sob luz solar direta”, disse Xiangyu Li , o primeiro autor do artigo, por e-mail. Ele é um pesquisador de pós-doutorado no Massachusetts Institute of Technology que trabalhou no projeto enquanto estava na pós-graduação em Purdue. (Seus coautores incluem Joseph Peoples , Peiyan Yao e o autor correspondente Xiulin Ruan , professor de engenharia mecânica em Purdue, que lidera o Laboratório de Conversão e Transporte de Energia em Nanoescala da universidade .)
“De alguma forma, é efetivamente um ar condicionado sem consumir eletricidade”, diz Li.
A tinta não apenas absorve muito pouca energia da luz solar, mas também emite energia térmica na faixa do infravermelho de volta à atmosfera, de modo que viaja para fora e para longe da Terra. "Ambos os efeitos ajudam a reduzir as necessidades de eletricidade ou refrigeração", diz Li.
Os pesquisadores tentam fazer tintas que possam ser usadas em resfriamento passivo desde a década de 1970, mas a maioria delas absorveu muita luz solar, de modo que não fornece nenhum efeito de resfriamento durante o dia, explica Li. Nos últimos anos, os cientistas também têm explorado tecnologias exóticas para criar superfícies refletoras de luz, como filmes nanoestruturados de várias camadas, mas essas soluções tendem a ser caras e não facilmente escaláveis para edifícios, de acordo com Li.
Isso fez os pesquisadores pensarem que a melhor abordagem “é na forma de um composto de partículas de polímero, que é semelhante à tinta comercial”, explica Li.
A tinta branca comum não é branca o suficiente para ajudar muito no resfriamento passivo - ela reflete apenas 80 a 90% da luz solar e, na verdade, fica mais quente ao absorver a luz ultravioleta. Então, a tarefa tornou-se encontrar uma maneira de tornar a tinta branca ainda mais branca. E isso se tornou um desafio.
"Primeiro tentamos vários materiais com alta banda de elétrons para evitar a absorção solar", diz Li. "No entanto, as tintas muitas vezes pareciam semitransparentes em baixa espessura devido à falta de capacidade de refletir a luz solar. Durante nossos estudos anteriores sobre tintas comerciais e modelagem teórica, identificamos que tanto a alta concentração quanto a ampla distribuição de tamanho de partícula eram benéficas. implementamos essas duas abordagens, vimos a solução de tinta parecer mais branca em comparação com as tentativas anteriores."
Como Li explicou em um comunicado à imprensa da Purdue , os pesquisadores analisaram "vários produtos comerciais, basicamente qualquer coisa que seja branca". Eventualmente, "descobrimos que, usando sulfato de bário, você pode teoricamente tornar as coisas muito, muito reflexivas, o que significa que elas são muito, muito brancas".
Você pode ter ouvido falar de sulfato de bário antes. É o material que os pacientes médicos tomam em forma de bebida ou comprimido para revestir o esôfago, estômago e intestinos quando estão fazendo um exame de raio-X ou tomografia computadorizada, para que os médicos possam ver áreas doentes ou danificadas com mais clareza, de acordo com MedlinePlus . Como ingrediente de tinta, observa Li, já está amplamente disponível e seguro para os seres humanos e o meio ambiente.
Os pesquisadores usaram uma variedade de tamanhos de partículas de sulfato de bário na tinta, o que permitiu que a tinta espalhasse mais do espectro.
Eles também tinham que garantir que a tinta durasse o suficiente para ser adequada para pintar telhados. "Testamos a resistência à abrasão, três semanas de intemperismo ao ar livre e um teste de enxágue com água", explica Li. "Todas as três apresentaram resultados promissores como testes iniciais de durabilidade. Também testamos a viscosidade, e as tintas podem ser escovadas e secas de maneira muito semelhante à tinta comercial. Também podem ser fabricadas de forma semelhante. Neste trabalho, não só conseguimos um tinta que é superior à tinta comercial, mas também não precisa de equipamentos ou materiais especializados para fabricar, transportar ou aplicar a tinta."
A tinta ultrabranca parece bastante com a tinta branca comum, porque a diferença na refletividade, embora significativa em termos de resfriamento, é imperceptível aos olhos humanos. "No jornal, temos uma foto de ambas as tintas, que parecem quase idênticas uma à outra", diz Li.
O próximo passo na pesquisa é otimizar a tinta para durabilidade a longo prazo sob diferentes tipos de condições climáticas. Ainda não há uma data prevista para que ele esteja pronto para o mercado, então não procure por ele na loja de ferragens local ainda.
Agora isso é interessante
O oposto de ultra-branco pode ser Vantablack , a marca para um tipo de revestimento super-preto que reflete menos de 1% da luz, desenvolvido por uma empresa inglesa chamada Surrey NanoSystems .
