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这种更白的涂料剧烈地降低了建筑物。为什么无处不在?

由硫酸钡制成的涂料具有黑暗的一面。

这种更白的涂料剧烈地降低了建筑物。为什么无处不在?
[源图像:Simon_m /闪打]
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从冰冷的苔藓到滚滚云,在我们的地球的调色板中反复喝彩白色庄稼。这种颜色为来自阳光的光线提供自然的方式,以从地球表面反射回来。这种效果称为地球Albedo.- 对平均全球温度的影响巨大。

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想象一下,一个完全与海洋覆盖的世界。虽然这个想法可能会唤起令人耳目一新的凉爽感,但没有反光的白色区域实际上会看到地球的平均表面温度增加到几乎30ºC.:双倍平均温度15ºC.

我们的星球的持续下降冰雪覆盖范围以及人类驱动的气候变化的结果,也在表面温度进一步增加。最糟糕的情况模型预测 - 如果CO 2排放在2100年的2050年平均气温下没有显着降低1.5ºC.比现在的那些更温暖,部分地归功于地球的反射率。我们世界的颜色在确定其未来时发挥着关键部分。

希腊圣托里尼亚岛上着名的白色建筑不仅仅是为了展示:人类使用了白色反映了数百年的热量最佳的知识。传统上,一种叫做的白色油漆石膏,含有硫酸钙(Caso1),用于覆盖这些建筑物。一个新的学习表明,含有硫酸钡(Baso1)的替代涂料在反射太阳辐射撞击建筑物时甚至更有效。

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墙壁和屋顶通常是希腊的石膏。[照片:Martinm303 / Istock]
这种新的硫酸钡的涂料的有效性的关键是纳米颗粒,其含有以相对高的效率和0.008mm至0.013mm的特定红外波长反映太阳能的能量。这些波长与一部分高度透明的大气相匹配,称为“天空窗口。“

这意味着更多的反射太阳能可以通过这个“窗口”来跳转到太空,而不是留在地球大气中并有助于全球变暖。根据这一点研究的作者当太阳辐射在硫酸钡涂料时发光时,近10%的辐射反射在这些波长处。

将这种类型的油漆应用于温暖气候区的建筑物将有助于保持建筑物较冷 - 特别是巨大的挑战城市地区,人和建筑物的密度可以在夏季推动温度到难以忍受的高度。

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该研究表明,与外部空气温度相比,硫酸钡涂料的绘画建筑物如何减少建筑物内部的温度4.5ºC。该技术有可能显着降低成本冷却建筑物通过减少空调依赖。

在美国,沃尔玛的白色屋顶有助于减少超市内的能源使用。[照片:沃尔玛]
然而,这种更白的涂料具有较暗的一面。挖掘粗晶石矿石所需的能量以生产和加工亚硫酸钡,使得近60%的涂料意味着它具有巨大的碳足迹。并使用涂料广泛意味着戏剧性的增加在矿业中钡。

大自然的冷却技巧

基于亚硫酸钡的涂料只是提高建筑物反射率的一种方法。我过去几年在自然界中研究了彩色白色,从白色表面到白色动物。动物毛,羽毛和蝴蝶翅膀提供了大自然如何调节结构内的温度的不同示例。模仿这些自然技术可以帮助我们的城市冷却器以较少的成本降低到环境。

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一个强烈的翅膀白甲虫物种称为Lepidiota Stigma.似乎是一个惊人的白色,谢谢纳米结构在他们的鳞片中,这非常擅长散射来光。这种自然光散射特性可用于设计更好的涂料:例如,通过使用再生塑料创建含有类似纳米结构的白色涂料,碳足迹的相似纳米结构。当涉及到自然的灵感时,天空是极限。

安德鲁帕尼尔是物理和天文学的研究员谢菲尔德大学。本文已重新发布对话在创造性的公共许可下。阅读来源文章

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