سفیدترین رنگ جهان ساخته شد

سفیدترین رنگ جهان ساخته شد

سفیدترین رنگ جهان محصولی بوده که دقیقا در نقطه مقابل ماده فوق‌العاده تاریک ونتابلک (Vantablack) قرار دارد؛ این رنگ فوق‌العاده روشن بیش از ۹۵ درصد نورها را بازتاب می‌کند.

سفیدترین رنگ جهان ماده‌ای بوده که با نام رسمی «ابر سفید» (Super White) شناخته می‌شود؛ شاید تاکنون نام ونتابلک (Vantablack) به عنوان تاریک‌ترین و سیاه‌ترین ماده دنیا به گوشتان خورده باشد، با این وجود جالب است بدانید که ابر سفید دقیقا نقطه مقابل ونتابلک بوده و با بازتاب کردن حدودا ۹۵.۵ درصد نورهای تابیده شده، مقام سفیدترین ماده را به خود اختصاص داده است.

وقتی نور خورشید به اجسام می‌تابد، به واسطه جذب فوتون‌های نوری، این اجسام داغ می‌شوند؛ حال اگر بتوان به کمک پوششی مخصوص از این گرمایش جلوگیری کرد، داغ شدن اجسام مورد نظر دیگر رخ نمی‌دهد. این اتفاقی بوده که با استفاده از رنگ ابر سفید رخ می‌دهد و وقتی پوشش مورد نظر برای پوشاندن تجهیزات مختلف به کار گرفته می‌شود، دمای این تجهیزات صرف نظر از تابش خورشید، خنک باقی می‌ماند.

با این تفاسیر قبل از ساخت ماده آکریلیک مورد نظر، در بهترین حالت رنگ‌های بازتاب کننده نور بین ۸۰ تا ۹۰ درصد فوتون‌های خورشید را به محیط پس می‌دادند و هیچ کدام از آن‌ها امکان رسیدن به دمای پایین‌تر از دمای اتاق را فراهم نمی‌کرد؛ اما به کار گیری سفیدترین رنگ جهان برای مصارفی مانند نقاشی سطح خارجی ساختمان‌ها، بحث صرف جویی در انرژی را به سطح جدیدی خواهد برد.

سفیدترین رنگ جهان

ژیولین روان (Xiulin Ruan)، مهندس مکانیک از دانشگاه پرودو در ایندیانای آمریکا می‌گوید که ساخت روشی مقرون به صرفه برای رسیدن به دمایی پایین‌تر از دمای اتاق همیشه چالش بزرگی بوده و اگر بتوان با استفاده از یک لایه نازک رنگی مانند سفیدترین رنگ جهان چنین امکانی را فراهم کرد، وضعیت مصرف انرژی بشر بسیار بهبود خواهد یافت.

جالب است بدانیم که موضوع گرمایش زمین به واسطه تجهیزات سرمایشی که در فصل‌های گرم به کار گرفته می‌شوند، شدیدا با این کشف تحت تاثیر قرار می‌گیرد. در واقع ایده تیم روان برای استفاده از پدیده سرمایش تابشی باعث می‌شود تا بدون تولید گرما به منظور سرد کردن داخل ساختمان‌ها، از گرمایش کلی سیاره جلوگیری کرد.

برای درک بهتر این مسئله که چگونه استفاده از وسایل سرمایشی باعث گرم شدن زمین می‌شود، باید توجه داشته باشیم که تجهیزاتی مانند کولرهای گازی یا آبی، به کمک انرژی الکتریکی گرما را از درون ساختمان‌ها به بیرون پمپاژ می‌کنند. این حرارت وارد شده به محیط اطراف در کنار این مسئله که استفاده از الکتریسیته برای سرمایش، فرآیندی گرمازا به حساب می‌آید، منجر به گرم شدن محیط خارج از ساختمان‌ها و به صورت کلی، تبدیل شدن شهرها به جزیره‌های گرمایی می‌شود.

اصطلاح جزیره گرمایی زمانی به کار گرفته می‌شود که در شهری مدرن و مجهز، برای بیرون راندن گرمای داخل ساختمان‌ها، گرمایش بیشتری به محیط خارج ساختمان وارد شده و شهر به صورت کلی گرم‌تر می‌شود. همان‌طور که انتظار می‌رود، این مسئله در نهایت باعث افزایش گرمایش زمین خواهد شد.

تلاش برای ساخت سفیدترین رنگ جهان

پدیده سرمایش تابشی به صورت انفعالی امکان خنک شدن ساختمان‌ها را فراهم می‌کند، اما برخلاف فرآیند گرمایش تابشی که عکس این پدیده بوده، سرد کردن ساختمان‌ها بدون استفاده از الکتریسیته و تنها از طریق تابش کار چندان راحتی نیست.

حدودا از دهه ۷۰ میلادی دانشمندان به دنبال پیدا کردن راهکاری بودند تا از طریق آن بتوان دمای ساختمان‌ها را تنها با بازتاب نور و به روش سرمایش تابشی کاهش داد. راهکاری که بازدهی بالاتری نسبت به وسایل سرمایش عادی داشته باشد.

مدتی پیش بود که برخی محققان ایده استفاده از پنل های ضد خورشیدی را برای استفاده از گرمای تابیده شده از ساختمان‌ها در تاریکی شب ارائه کردند تا از این طریق بتوان در زمان نبود خورشید الکتریسیته تولید کرد. با این حال راهکارهایی که تاکنون پیشنهاد شده‌اند به همراه این ایده، تا عملی شدن فاصله زیادی دارند و همان‌طور که می‌بینیم، ابر سفید به عنوان سفیدترین رنگ جهان روشی ساده و موثر برای خنک کردن ساختمان‌ها خواهد بود.

در واقع اگر قرار باشد تا برای صرفه‌جویی در مصرف الکتریسیته، ساختمان‌های مسکونی و اداری را با رنگی فوق‌العاده سفید و بازتاب کننده نور خورشید پوشاند، می‌توان تصور کرد که در آینده‌ای نه چندان دور رنگ ساخت دانشمندان دانشگاه پرودو به صورت جهانی مورد استفاده قرار بگیرد.

جزئیات تحقیق اخیر

برای ساخت رنگ آکریلیک ابر سفید، محققان از پرکننده‌های کلسیم کربناتی استفاده کردند که شامل ذراتی با ابعاد مختلف می‌شد. این ذرات می‌توانند به راحتی انواع طول موج‌های دریافتی از خورشید را بازتاب کرده و در مجموع، ۹۵.۵ درصد فوتون‌های دریافتی از آفتاب را به محیط بازگردانند.

برای آزمایش کارایی سفیدترین رنگ جهان روان و همکارانش در طول دو روز، رنگ ابر سفید را در چندین مکان، آب و هواهای گوناگون و ساعت‌های مختلف مورد آزمایش قرار دادند.

سفیدترین رنگ جهان ساخته شد

همان‌طور که اشاره شد، آزمایش‌ها نشان دادند که تنها ۴.۵ درصد نور خورشید توسط این رنگ جذب می‌شود و در طول شب، دمای سطح پوشیده شده با این رنگ حدودا ۱۰ درجه سلسیوس پایین‌تر از دمای محیط خواهد بود. برای گرم‌ترین زمان روز هم اختلاف دمای بین سطح و محیط، ۱.۷ درجه سلسیوس بود. این دستاورد تا قبل از موفقیت دانشمندان پرودو امکان‌پذیر نبود و سابقه نداشت که از طریق بازتاب نور خورشید، بتوان به دمایی پایین‌تر از دمای محیط رسید.

تصاویر مادون قرمز هم نشان داد که سطح پوشیده شده از سفیدترین رنگ جهان نسبت به سطوحی که با رنگ‌های سفید تجاری پوشانده شده بودند، به مراتب سردتر بود. به علاوه جالب است بدانیم که رنگ آکریلیک تیم روان در مقابل سایش مقاومت کرده، همانند رنگ‌های معمولی استفاده و خشک می‌شود و در کنار ضد آب بودن، تا سه هفته در برابر آب و هوای محیط بیرون دوام می‌آورد. البته مدت زمان سه هفته‌ای چندان طولانی نبوده، اما هم‌اکنون محققان در حال انجام آزمایش‌هایی هستند تا این مدت زمان را طولانی‌تر کنند.

سفیدترین رنگ جهان ساخته شد

ساخت محصولی تجاری

روان می‌گوید که رنگ او و تیمش همانند محصولات تجاری دیگر قابل استفاده بوده و قیمت آن هم برابر و یا پایین‌تر از این محصولات خواهد بود. به گفته این دانشمند مهم‌ترین نکته در ارائه سفیدترین رنگ جهان به عنوان یک رنگ تجاری، افزایش دوام محصول به شکلی بوده که درست مثل محصولات دیگر توانایی تحمل شرایط سخت محیطی را داشته باشد.

در حال حاضر محققان دیگری به غیر از تیم روان مشغول کار روی بحث سرمایش تابشی هستند و ایده‌های جالبی برای افزایش دوام رنگ ابر سفید و همچنین بهتر کردن کارایی آن ارائه شده است. این در حالی بوده که رنگ‌های سفید موجود در بازار که برای بازتاب نور خورشید به کار گرفته می‌شوند، پس از زمان مشخصی توانایی بازتابی خود را از دست خواهند داد. با این وجود اضافه کردن ترکیبات شیمیایی خاص می‌تواند دوام این محصولات را تا حد زیادی بالا برده و توانایی بازتاب آن‌ها را هم به مراتب بیشتر کند.

به این ترتیب اگر بتوان رنگی بادوام را ساخت که تنها یک لایه از آن، نور خورشید را مستقیما به فضا وارد می‌کند، این امکان فراهم می‌شود تا بدون صرف هزینه‌های زیاد برای سرمایش ساختمان‌ها و سوزاندن سوخت‌های فسیلی، دمای محیط را کاهش داد.

به علاوه هر روز شاهد این هستیم که بحث گرمایش زمین و تغییرات آب و هوایی جدی‌تر می‌شود؛ بنابراین ارائه راهکارهایی ارزان و کارآمد برای جلوگیری هرچه بیشتر از افزایش دمای سیاره بسیار مفید خواهد بود.

گفته شده که با وجود ادامه پیدا کردن آزمایش‌ها برای بهبود کارایی سفیدترین رنگ جهان تیم روان گواهی ثبت اختراع محصول خود را در دست دارند و به زودی شاهد فروش این محصول در بازار خواهیم بود. مقاله تیم دانشگاه پرودو در ژورنال “Cell Reports Physical Science” منتشر شده است.

پاسخ بدهید

وارد کردن نام و ایمیل اجباری است | در سایت ثبت نام کنید یا وارد شوید و بدون وارد کردن مشخصات نظر خود را ثبت کنید *

*

یک دیدگاه

  1. خوشی ب دلتون😕سفید با سفید چ فرقی داره