La vernice più bianca al mondo ora più sottile che mai, ideale per i veicoli

La vernice più bianca al mondo ora più sottile che mai, ideale per i veicoliCell Reports Physical Science (2022). DOI: 10.1016/j.xcrp.2022.101058″ width=”800″ height=”530″/>

astratto grafico. Crediti: La cellula riporta la scienza fisica (2022). DOI: 10.1016/j.xcrp.2022.101058

La vernice più bianca del mondo, vista nell’edizione di quest’anno del Guinness World Records e “The Late Show With Stephen Colbert”, mantiene le superfici così fresche da ridurre la necessità di aria condizionata. Ora i ricercatori della Purdue University che hanno creato la vernice hanno sviluppato una nuova formulazione più sottile e leggera, ideale per irradiare calore lontano da automobili, treni e aerei.

“Sono stato contattato da tutti, dai produttori di veicoli spaziali agli architetti, alle aziende che producono vestiti e scarpe”, ha affermato Xiulin Ruan, professore di ingegneria meccanica e sviluppatore della vernice della Purdue. “Hanno principalmente due domande: dove posso comprarlo e puoi renderlo più sottile?”

La vernice più bianca del mondo originale utilizzava nanoparticelle di solfato di bario per riflettere il 98,1% della luce solare, raffreddando le superfici esterne di oltre 4,5°C al di sotto della temperatura ambiente. Copri il tuo tetto con quella vernice e potresti essenzialmente raffreddare la tua casa con molta meno aria condizionata. Ma c’è un problema.

“Per raggiungere questo livello di raffreddamento radiativo al di sotto della temperatura ambiente, abbiamo dovuto applicare uno strato di vernice di almeno 400 micron di spessore”, ha detto Ruan. “Va bene se stai dipingendo una struttura fissa robusta, come il tetto di un edificio. Ma nelle applicazioni che hanno requisiti di dimensioni e peso precisi, la vernice deve essere più sottile e leggera”.

Ecco perché il team di Ruan ha iniziato a sperimentare con altri materiali, spingendo il limite della capacità dei materiali di disperdere la luce solare. La loro ultima formulazione è una vernice nanoporosa che incorpora il nitruro di boro esagonale come pigmento, una sostanza utilizzata principalmente nei lubrificanti. Questa nuova vernice raggiunge quasi lo stesso benchmark di riflettanza solare (97,9%) con un solo strato di vernice da 150 micron.

La loro ricerca è stata pubblicata in La cellula riporta la scienza fisica.

La vernice più bianca al mondo ora più sottile che mai, ideale per i veicoli

I ricercatori della Purdue University hanno creato una nuova formula per la vernice più bianca del mondo, rendendola più sottile e leggera. L’iterazione precedente (a sinistra) richiedeva uno strato di 0,4 millimetri di spessore per ottenere un raffreddamento radiante sub-ambiente. La nuova formulazione può ottenere un raffreddamento simile con uno strato di soli 0,15 millimetri di spessore. Questo è abbastanza sottile e leggero per i suoi effetti di raffreddamento radiante da applicare a veicoli come automobili, treni e aeroplani. Crediti: Università Purdue, Andrea Felicelli

“Il nitruro di boro esagonale ha un alto indice di rifrazione, che porta a una forte dispersione della luce solare”, ha affermato Andrea Felicelli, Ph.D. Purdue. studente in ingegneria meccanica che ha lavorato al progetto. “Le particelle di questo materiale hanno anche una morfologia unica, che chiamiamo nanopiastrine”.

Ioanna Katsamba, un altro dottorato di ricerca studente in ingegneria meccanica alla Purdue, ha eseguito simulazioni al computer per capire se la morfologia delle nanopiastrine offrisse vantaggi. “I modelli ci hanno mostrato che le nanopiastrine sono più efficaci nel rimbalzare la radiazione solare rispetto alle nanoparticelle sferiche utilizzate nelle precedenti vernici di raffreddamento”, ha detto Katsamba.

La vernice incorpora anche vuoti d’aria, che la rendono altamente porosa su scala nanometrica. Questa minore densità, insieme alla magrezza, offre un altro enorme vantaggio: peso ridotto. La vernice più recente pesa l’80% in meno rispetto alla vernice al solfato di bario, ma raggiunge una riflettanza solare quasi identica.

“Questo peso leggero apre le porte a tutti i tipi di applicazioni”, ha affermato George Chiu, professore di ingegneria meccanica della Purdue ed esperto di stampa a getto d’inchiostro. “Ora questa vernice ha il potenziale per raffreddare gli esterni di aeroplani, automobili o treni. Un aeroplano seduto sull’asfalto in una calda giornata estiva non dovrà far funzionare l’aria condizionata così duramente per raffreddare l’interno, risparmiando grandi quantità di energia . Anche i veicoli spaziali devono essere il più leggeri possibile e questa vernice può farne parte.”

Per quanto riguarda l’altra grande domanda: dove posso acquistare la vernice?, spiega Ruan. “Siamo in discussione in questo momento per commercializzarlo”, ha detto. “Ci sono ancora alcuni problemi che devono essere affrontati, ma si stanno facendo progressi”.

Ad ogni modo, questi ricercatori della Purdue non vedono l’ora di scoprire cosa potrebbe ottenere la vernice. “L’uso di questa vernice aiuterà a raffreddare le superfici e ridurrà notevolmente la necessità di aria condizionata”, ha affermato Ruan. “Questo non solo consente di risparmiare denaro, ma riduce il consumo di energia, che a sua volta riduce le emissioni di gas serra. E a differenza di altri metodi di raffreddamento, questa vernice irradia tutto il calore nello spazio profondo, che raffredda anche direttamente il nostro pianeta. È piuttosto sorprendente che un la vernice può fare tutto questo”.


La vernice più bianca è qui ed è la più bella. letteralmente.


Maggiori informazioni:
Andrea Felicelli et al, Vernici nanoporose al nitruro di boro esagonali leggere e ultrabianche a strato sottile per il raffreddamento radiativo diurno, La cellula riporta la scienza fisica (2022). DOI: 10.1016/j.xcrp.2022.101058

Fornito dalla Purdue University

Citazione: La vernice più bianca al mondo ora più sottile che mai, ideale per i veicoli (2022, 3 ottobre) recuperata il 6 ottobre 2022 da https://phys.org/news/2022-10-world-whitest-thinner-ideal-vehicles.html

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