Баријум сулфат ствара најбелу боју на свету

Ксиулин Руан, професор машинства на Универзитету Пурдуе, и његови студенти направили су најбелу боју на свету

 

Професор Ксиулин Руан са машинства на Универзитету Пурдуе и његови студенти су једном створили најбелу боју икада забележену, која је сада уврштена у Гинисову књигу светских рекорда. Ова ултра-бела боја може да рефлектује до 98,1% видљиве светлости, а због своје јаке рефлексије може чак да емитује инфрацрвену топлоту са обојене површине и има одличне перформансе хлађења радијацијом.

 

Ксиулин Руан држи узорак најбеле боје у својој лабораторији

 

Бела је боја која садржи све боје у спектру. То је боја са највећим сјајем са којом долазимо у контакт у свакодневном животу, а такође је посебна боја. Не може се мешати са другим бојама. То је најскупља и најдража егзистенција у кутији за фарбање студената уметности. Такође је релативно скуп међу аутомобилским бојама у спреју и индустријским премазима.

 

Много је разлога за подизање „вредности“ белог. Узмите за пример белу боју која се обично користи у индустрији. У поређењу са другим бојама, на његову боју очигледније утичу нечистоће, па ће процес пречишћавања бити компликованији. Истовремено, бела боја се лако оксидира и постаје жута. Какве материјале одабрати и како стабилизовати његову матрицу су такође техничке потешкоће.

 

Укратко, што је боја бела, то је теже направити. Али научници никада нису престали да теже врхунском, баш као што су људи створили најцрњи црни „Ванта Блацк“, који може да апсорбује 99,9% видљиве светлости. Насупрот томе, постоји човек који је такође опседнут потрагом за крајњом белом. После више од шест година напорног рада њега и његовог тима, коначно је то недавно урадио. Он је професор Руан Ксиулин са Универзитета Пурдуе у Сједињеним Државама. Недавно је предводио свој тим да створи најбелу белу боју у историји човечанства. Ова ултра-бела боја може да рефлектује до 98,1% видљиве светлости, а истовремено емитује инфрацрвену топлоту са обојене површине и има одличне перформансе хлађења радијацијом.

 

Инфрацрвена камера показује како узорак најбеле беле боје (тамно љубичасти квадрат у средини) заправо хлади плочу испод температуре околине, нешто што чак ни комерцијалне боје које одбијају топлоту не раде.

 

Од када се придружио Универзитету Пурдуе 2008. године, професор Ксиулин Руан је посвећен истраживању у енергетском и термофизичком инжењерству. Након што је недавно објавио резултате истраживања супер беле боје, прихватио је интервјуе из многих медија и причао о томе како ако се ова боја нанесе на око 1,000 квадратних инча крова, унутрашњост куће може добити 10 киловата расхладна снага, чак хладнија од већине кућа са централном климатизацијом.

 

Пре тога је било веома тешко постићи ефикасно пасивно (радијативно) хлађење. Тренутно, релативно напредно решење је коришћење сложених вишеслојних структура или рефлектујућих металних слојева, али то ограничава њихову примену у многим областима. Други је да се постигне пасивно хлађење помоћу боје, али рефлективност већине белих боја које се тренутно користе је и даље у опсегу од 80%-90%, а ниска рефлексивност отежава одржавање површине хладном. За то је потребно фарбати веома дебео слој боје, који је не само расипнички, већ и веома лак за стврдњавање, а опсег примене је узак и може да делује само под одређеним временским условима.

 

Да би решио овај проблем, истраживачки тим је изумео бели премаз на бази калцијум карбоната са рефлективношћу од 95,5%. Сада је нови нанокомпозитни ултра-бели премаз на бази баријум сулфата који су измислили несумњиво у већој мери промовисао развој технологије пасивног хлађења. Њихов рад је објављен као насловни чланак у часопису "Америцан Цхемицал Социети Апплиед Материалс & Интерфацес".

 

Тајне "избељивања".

Ова супер-бела боја има две "тајне" за бељење. Један је висока концентрација баријум сулфата који се додаје у матрицу боје. Ово једињење има велики електронски појас, ниску апсорпцију сунчеве светлости и високу рефлексивност. Често се користи као пунило за промену конзистенције и додаје се неким белим бојама. Може се користити и као средство за избељивање и додати у фото папир и козметику.

Истраживачи су тестирали велики број белих предмета на тржишту и открили да додавање баријум сулфата заиста може у великој мери повећати рефлективност објекта, односно учинити да изгледа беље; други је да су честице баријум сулфата унутар боје различите величине и да имају велики опсег флуктуације величине честица. Степен до којег свака честица распршује светлост варира са њеном величином честица, тако да што је већа дистрибуција величине честица унутар боје, то боја може да распрши видљивију светлост.

Ефекат суперпозиције ове две "тајне" високе концентрације и различитих величина честица чини да ова нова боја има изузетно високу рефлексивност. Наравно, концентрација баријум сулфата не може бити превисока. Иако висока концентрација помаже да боја буде беља, превисока концентрација ће такође повећати вероватноћу пуцања или љуштења боје након сушења, што у великој мери утиче на корисничко искуство.

 

Замените клима уређај

Као што сви знамо, бела светлост је светлост сложене боје, а непрозиран објекат ће апсорбовати различите боје светлости и рефлектовати исту боју светлости, тако да бели објекти имају већу рефлексивност. Када се бела боја користи за фарбање крова, она може у великој мери рефлектовати сунчеву топлоту, ефикасно смањујући пренос топлоте зрачења и конвекцијски пренос топлоте.

Према студији у Геопхисицал Ресеарцх Леттерс у 2010, ако су кровови кућа у граду офарбани идеално белом бојом, компјутерска симулација је открила да то може смањити ефекат топлотног острва за 33%, смањити укупни температуре града за 0,4 степена, и значајно смањити унутрашњу температуру, чиме се смањује степен употребе клима уређаја и постиже сврха уштеде енергије и смањења емисије.

 

Микроструктура композитног премаза баријум сулфат-акрилна киселина запреминске концентрације 60%

 

Рефлективност боје коју је развио Универзитет Пурдуе је много већа од оне обичне комерцијалне боје, што значи да има бољи ефекат хлађења. Истраживачи су користили термоелемент високе прецизности за детекцију температуре да тестирају перформансе хлађења боје на отвореном. У демонстрационом експерименту, ова боја се може користити у различитим окружењима. Ноћу може учинити обојену површину 11 степени нижом од околне температуре, а на јакој сунчевој светлости у подне такође може охладити површину до 5 степени ниже од околног окружења. У даљим експериментима, истраживачи су открили да чак иу хладном окружењу зиме (температура теста је била око 6 степени), и даље може да смањи површину узорка за 10 степени, што је доказало да боја има одличне рефлектујуће перформансе хлађења.

 

Истраживачи са Универзитета Пурдуе Ксиулин Руан и Јосепх Пеоплес користе инфрацрвену камеру да упореде перформансе хлађења узорака беле боје на крову.

 

У ствари, ова нова врста ултра-беле боје првобитно је настала из хира истраживачког тима. Првобитно су желели да користе ултра-белу боју да замене традиционалне клима уређаје за хлађење куће. Након тога, направили су многа побољшања на основу боје за хлађење радијацијом која је развијена 1970-их, и спровели више од шест година истраживања и експеримената. За избор основног материјала боје, у почетку су разматрали више од 100 различитих материјала. После много експеримената, постепено су сузили опсег на 10. Након тога су спровели унакрсна тестирања 50 различитих формула за сваку од ових 10 група материјала.

 

У почетку су добили белу боју на бази калцијум карбоната, али калцијум карбонат може да реагује у екстремним временским условима као што су киселе кише и проузрокује погоршање боје, па су лансирали боју на бази баријум сулфата и посебно оптимизовали стабилност боје за комплексне спољашњим окружењима, и на крају одабрао композитну формулу боје баријум сулфат-акрилна киселина са запреминском концентрацијом од 60%. Ово такође показује да калцијум карбонат није тако добар као баријум сулфат у отпорности на киселине и алкалије.

 

Професор Ксиулин Руан рекао је да је нова врста боје коју су измислили супериорнија од других комерцијалних белих боја које се тренутно користе у смислу рефлексивности, перформанси хлађења и стабилности. Истовремено, његов производни процес је компатибилан са обичним комерцијалним процесима фарбања и трошак се може контролисати. Стога, ова боја има широке изгледе за примену у смањењу трошкова хлађења простора, борби против ефеката урбаних острва и ублажавању глобалног загревања у будућности. У интервјуу за Би-Би-Си, он је такође рекао: „Направили смо веома грубу калкулацију да само 1% земљине површине (можда неке стене у ненасељеним областима) треба да буде премазано овом бојом да би играло улогу у борби против климатских промена. у одређеној мери“.

 

Обратите пажњу на исталожени баријум сулфат компаније Иунфу Хонгзхи Нев Материалс Цо., Лтд.

Иунфу Хонгзхи Нев Материалс Цо., Лтд. има могућност да производи различите преципитиране производе баријум сулфата са просечном величином честица од 30 нанометара до 10 микрона, фокусирајући се на пружање прилагођених производа и услуга. Вреди напоменути да можемо извршити различите површинске обраде производа према потребама купаца.

 

На основу истраживања тима професора Ксиулин Руана, баријум сулфат ствара најбелу боју на свету, што показује да исталожени баријум сулфат компаније Иунфу Хонгзхи Нев Материалс Цо., Лтд. игра важну улогу као функционални адитив у примени премаза. Баријум сулфат има високу белину и отпорност на киселине и алкалије. Произведен је комбиновањем прахова различитих величина честица, што може учинити да премаз има најшире спектрално расејање и помаже да се добије највећа рефлексивност. Зове се топлотно рефлектујући премаз.

 

Инжењери Иунфу Хонгзхи Нев Материалс Цо., Лтд. такође су рекли да додавањем високих концентрација баријум сулфата и комбинацијама различитих величина честица баријум сулфата како би се смањиле празнине између честица и побољшала рефлексија, може се додати више због ниске вредности апсорпције уља баријум сулфата. Наш исталожени баријум сулфат има уску дистрибуцију величине честица и уједначеније честице. Ефекат ће бити бољи кроз комбинацију различитих величина честица. Наш ултра бели баријум сулфат је веома популаран у премазима који захтевају висок сјај, а Ектинцтион баријум сулфат такође има своје јединствене карактеристике у мат и полумат премазима.

 

 

Тим професора Ксиулина Руана постигао је велика достигнућа не само у архитектонским премазима, већ иу бојама у спреју за аутомобиле, авионе и свемирске летелице. Баријум сулфат може повећати садржај чврсте материје и смањити ВОЦ, што може помоћи у смањењу потрошње клима уређаја, а пошто ови системи за климатизацију троше гориво, такође може помоћи у уштеди бензина. У апликацијама премаза, додавање исталоженог баријум сулфата, функционалног материјала, може да се бори против глобалног загревања тако што одржава површину довољно хладном да смањи потребу за унутрашњом климатизацијом.