زندگی در هماهنگی

از تاندرا های یخی گرفته تا ابرهای متلاشی ، رنگ سفید به طور مکرر در پالت سیاره ما رشد می کند. این رنگ راهی طبیعی برای انعکاس نور از خورشید از سطح زمین و به فضا فراهم می کند. این اثر - معروف به سیاره آلبدو - تأثیر زیادی روی میانگین دمای کره زمین دارد.

جهانی را تصور کنید که کاملاً با اقیانوس ها پوشیده شده است. اگرچه این ایده ممکن است حس طراوت و خنکی را برانگیزد ، اما نبود مناطق سفید انعکاسی در واقع شاهد افزایش متوسط ​​دمای سطح زمین به تقریباً 30 ºC: متوسط ​​دمای فعلی آن برابر با 15 ºC.

کاهش مداوم سیاره ما یخ و برف پوشش ، و همچنین به عنوان یک نتیجه از تغییرات آب و هوایی ناشی از انسان ، باعث افزایش بیشتر دمای سطح نیز می شود. مدل های بدترین حالت پیش بینی می کنند که - اگر میزان انتشار CO2050 تا سال 2100 به طرز چشمگیری کاهش نیابد - ممکن است میانگین دما در سال XNUMX باشد 1.5 ºC گرمتر از آن روزهای امروزی ، بخشی از آن به دلیل کاهش بازتاب زمین است. رنگ جهان ما در تعیین آینده آن نقشی اساسی دارد.

ساختمانهای معروف سفید جزایر مانند سانتورینی ، یونان فقط برای نمایش نیستند: انسانها صدها سال از این دانش استفاده کرده اند که رنگهای سفید بهترین گرما را منعکس می کنند. به طور سنتی ، نوعی رنگ سفید نامیده می شود گچ، حاوی سولفات کلسیم (CaSO₄) ، برای پوشاندن چنین ساختمانهایی استفاده می شود. یک جدید مطالعه نشان می دهد که یک رنگ جایگزین حاوی سولفات باریم (BaSO₄) می تواند حتی در بازتاب تابش خورشید به ساختمان ها به فضا م moreثرتر باشد.

دیوارها و سقف ها اغلب در یونان با گچ نقاشی می شوند. Judithscharnowski / Pixabay, CC BY

عامل اصلی اثربخشی این رنگ جدید مبتنی بر سولفات باریم ، نانوذرات موجود در آن است که انرژی خورشید را با بازدهی نسبتاً بالا و در طول موجهای مادون قرمز خاص 0.008 mm - 0.013 mm منعکس می کند. این طول موج ها با بخشی از جو بسیار شفاف مطابقت دارند که به عنوان "پنجره آسمان".

این بدان معناست که بیشتر انرژی خورشیدی منعکس شده می تواند به جای گیر افتادن در جو زمین و کمک به گرم شدن کره زمین ، از طریق این "پنجره" به فضا برگردد. بر اساس نویسندگان مطالعه، هنگامی که تابش خورشید به رنگ سولفات باریم تابیده می شود ، تقریباً 10٪ تابش در این طول موج منعکس می شود.

استفاده از این نوع رنگ در ساختمان های مناطق گرم آب و هوا به خنک نگه داشتن ساختمان کمک می کند - یک چالش بزرگ مخصوصاً در مناطق شهری، جایی که تراکم افراد و ساختمانها می تواند دما را در ماههای تابستان به ارتفاعات غیر قابل تحمل برساند.

این مطالعه نشان می دهد که چگونه رنگ آمیزی ساختمان ها با رنگ سولفات باریم می تواند در مقایسه با دمای هوای خارج ، دمای داخل ساختمان را به میزان 4.5 درجه سانتیگراد کاهش دهد. این فناوری پتانسیل آن را دارد که به طور قابل توجهی هزینه های آن را کاهش دهد خنک کننده ساختمانها با کاهش اعتماد به تهویه هوا.

در ایالات متحده ، سقف های سفید والمارت به کاهش استفاده از انرژی در سطح فوقانی کمک می کند. والمارت / فلیکر, CC BY-SA

با این حال ، این رنگ سفیدتر از سفید وجه تاریک تری دارد. انرژی مورد نیاز برای حفر سنگ معدن باریت خام برای تولید و فرآوری سولفیت باریم که تقریباً 60٪ رنگ را تشکیل می دهد ، به این معنی است که دارای عظیم رد پای کربن. و استفاده گسترده از رنگ به معنای افزایش چشمگیر است در معدن از باریم

ترفندهای خنک کننده طبیعت

رنگ مبتنی بر سولفیت باریم فقط یکی از راه های بهبود بازتاب ساختمان است. من چند سال گذشته را صرف تحقیق در مورد رنگ سفید در دنیای طبیعی کردم ، از سطوح سفید گرفته تا حیوانات سفید. موهای حیوانات ، پرها و بال های پروانه نمونه های مختلفی از نحوه تنظیم دما توسط ساختار طبیعت را ارائه می دهند. تقلید از این تکنیک های طبیعی می تواند به خنک نگه داشتن شهرهای ما با هزینه کمتر برای محیط زیست کمک کند.

بالهای یک به شدت سوسک سفید گونه هایی بنام ننگ لپیدیوتا به لطف سفید سفید بسیار روشن به نظر می رسد ساختارهای نانو در مقیاس خود ، که در پراکندگی نور ورودی بسیار خوب است. از این ویژگی پراکندگی نور طبیعی می توان برای طراحی حتی بهتر رنگ ها استفاده کرد: به عنوان مثال ، با استفاده از پلاستیک بازیافتی برای ایجاد رنگ سفید حاوی ساختارهای نانو مشابه با اثر کربن بسیار پایین تر. وقتی نوبت به الهام گرفتن از طبیعت می رسد ، آسمان محدود است.