家を涼しく保つ方法 - 白よりも白いペンキで覆う、と研究は述べています

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建物を白く塗ることは、ギリシャのような国で何世紀も前から暑さを避ける方法です。 ソフィアPapageorge/Pixabay, CC BY

凍ったツンドラからうねる雲まで、私たちの惑星のパレットには白が繰り返し現れます。 この色は、太陽からの光が地球の表面から宇宙に反射する自然な方法を提供します。 この効果 – 惑星の アルベド – 地球の平均気温に大きな影響を与えます。

全体が海で覆われた世界を想像してみてください。 このアイデアはさわやかな清涼感を呼び起こすかもしれませんが、反射する白い領域がなければ、実際には地球の平均表面温度はほぼ 30ºC: 現在の平均気温の XNUMX 倍 15ºC.

私たちの惑星で進行中の衰退 氷雪 人為的な気候変動の結果であるだけでなく、海面水温もさらに上昇しています。 最悪のシナリオのモデルでは、2050 年までに CO2100 排出量が劇的に削減されない場合、XNUMX 年の平均気温が低下する可能性があると予測しています。 1.5ºC 地球の反射率が低下したこともあり、現在よりも暖かくなっています。 私たちの世界の色は、その未来を決定する上で重要な役割を果たします。

ギリシャのサントリーニ島のような島の有名な白い建物は、ただの見栄えではありません。人間は、何百年もの間、白い色が熱を最もよく反射するという知識を利用してきました。 伝統的に、呼ばれるタイプの白いペンキ 石膏硫酸カルシウム(CaSO集中<XNUMXxXNUMX><XNUMXxXNUMX><XNUMXxXNUMX>)を含む は、そのような建物を覆うために使用されます。 新しい 研究 硫酸バリウムを含む代替の塗料 (BaSO字幕<XNUMXxXNUMX>)) は、建物に当たる太陽放射を宇宙に反射するのにさらに効果的である可能性があることを示唆しています。 白く塗られた教会の建物 ギリシャでは、壁や屋根に石膏を塗ることがよくあります。 ジュディスシャーノフスキー/ピクサベイ, CC BY

この新しい硫酸バリウムベースの塗料の効果の鍵は、太陽のエネルギーを比較的高い効率で反射し、0.008mm ~ 0.013mm の特定の赤外線波長で反射するナノ粒子です。 これらの波長は、「スカイウィンドウ"。

これは、地球の大気中に閉じ込められて地球温暖化に寄与するのではなく、反射された太陽エネルギーのより多くがこの「窓」を通って宇宙に戻ることができることを意味します。 による 研究の著者、硫酸バリウム塗料に日射を当てると、放射線のほぼ 10% がこれらの波長で反射されます。

このタイプの塗料を温暖な気候の地域の建物に適用すると、建物をより涼しく保つのに役立ちます。 都市部では、人々や建物の密度が夏の間、気温を耐え難い高さに押し上げる可能性があります。

この研究は、硫酸バリウム塗料で建物を塗装すると、外気温と比較して建物内の温度を 4.5℃ 下げることができることを示しています。 この技術には、コストを大幅に削減する可能性があります。 建物を冷やす エアコンへの依存を減らすことによって。


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空の下に天窓のある白い屋根 米国では、ウォルマートの白い屋根がスーパーストア内のエネルギー使用量を削減するのに役立ちます。 ウォルマート/フリッカー, のCC BY-SA

ただし、この白よりも白い塗料には暗い側面があります。 塗料の 60% 近くを占める亜硫酸バリウムを生成および処理するために、生のバライト鉱石を掘り起こすために必要なエネルギーは、巨大な重晶石を持っていることを意味します。 カーボンフットプリント. そして、ペイントを広く使用することは劇的な増加を意味します 鉱山で バリウムの。

自然の冷却トリック

亜硫酸バリウムベースの塗料は、建物の反射率を向上させる XNUMX つの方法にすぎません。 私はここ数年、白い表面から白い動物まで、自然界の白色を研究してきました。 動物の毛、羽毛、蝶の羽は、自然が構造内の温度をどのように調節するかを示すさまざまな例を提供します。 これらの自然の技術を模倣することで、環境への負担を減らして都市をより涼しく保つことができます。

ひとつの翼を激しく 白いカブトムシ と呼ばれる種 鱗片状の柱頭 おかげで驚くほど明るい白に見える ナノ構造 それらのスケールでは、入射光を散乱させるのに非常に優れています。 この自然光散乱特性は、さらに優れた塗料を設計するために使用できます。 再生プラスチック カーボン フットプリントがはるかに少ない、同様のナノ構造を含む白い塗料を作成します。 自然からインスピレーションを得るには、空が限界です。

著者について

アンドリュー パーネル、シェフィールド大学、物理学および天文学の研究員
 

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