Los científicos han desarrollado una pintura blanca que se enfría por debajo de la temperatura de su entorno ambiental incluso bajo la luz solar directa. Su investigación, publicado el 21 de octubre en la revista Informes celulares Ciencias físicas , demuestra una tecnología de enfriamiento radiativo que podría usarse en pinturas comerciales, que podría ser menos costoso de fabricar, y que refleja pasivamente el 95,5% de la luz solar que llega a su superficie de regreso al espacio exterior. A diferencia de, Las "pinturas que rechazan el calor" comerciales que se encuentran actualmente en el mercado solo reflejan entre el 80% y el 90% de la irradiación solar y no pueden alcanzar temperaturas inferiores a la ambiente.

Durante los meses de verano y en regiones con climas cálidos, la mayoría de los edificios dependen de sistemas de aire acondicionado convencionales para transferir el calor del ambiente interior al exterior. Estos sistemas requieren energía, emiten un exceso de calor que transforma las ciudades en "islas de calor, "y contribuir a la crisis climática. Pero aunque los científicos han tratado de desarrollar pinturas de enfriamiento radiativo desde la década de 1970, las pinturas desarrolladas previamente no han sido capaces de reflejar suficiente luz solar para funcionar como viables, Alternativas comercializables a los acondicionadores de aire tradicionales.

"Es una tarea persistente desarrollar una solución de enfriamiento radiativo por debajo del ambiente que ofrezca una forma conveniente de pintura de matriz de partículas de una sola capa y alta confiabilidad, "dice Xiulin Ruan, profesor de la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Purdue en Indiana y autor del estudio. "Esto es fundamental para la amplia aplicación del enfriamiento radiativo y para aliviar el efecto del calentamiento global".

Para desarrollar una pintura de enfriamiento radiativo de aplicación comercial, Ruan y sus colegas utilizaron rellenos de carbonato de calcio, un compuesto abundante en tierra, en lugar de partículas estándar de dióxido de titanio, dado que los rellenos tienen grandes espacios de banda (diferencias de energía entre la banda de electrones de valencia y la parte inferior de la banda de electrones de conducción) que ayudan a minimizar la cantidad de luz ultravioleta que absorbe la pintura. Los investigadores también aprovechan una alta concentración de partículas del 60%, que aumenta la dispersión de la luz solar, así como una amplia distribución de tamaño de partícula en lugar de un solo tamaño de partícula para una dispersión eficiente de banda ancha.

Para demostrar qué tan bien estas modificaciones mejoraron las capacidades de enfriamiento radiativo de la pintura, los investigadores realizaron pruebas de enfriamiento en West Lafayette, Indiana durante un período de dos días. La muestra de pintura permaneció 10 C por debajo de la temperatura ambiente durante la noche y al menos 1,7 C por debajo de la temperatura del entorno cuando el Sol estaba en su cenit. (Se demostró que la potencia de refrigeración supera los 37 W / m ² bajo el sol directo). Ruan y su equipo realizaron una segunda prueba en la que se pintó parte de un patrón con la pintura novedosa mientras que otra parte se pintó con una pintura blanca comercial del mismo grosor. Una cámara de infrarrojos reveló que la pintura acrílica a base de carbonato de calcio podía mantener una temperatura más baja bajo la luz solar directa que su contraparte comercial.

Ruan espera que la tecnología pueda beneficiar a una amplia gama de industrias, incluyendo edificios residenciales y comerciales, centros de datos, almacenes, almacenamiento de alimentos, automóvil, equipo eléctrico al aire libre, infraestructuras militares, y vehículos utilitarios. La pintura se puede aplicar directamente a los edificios para reducir los costos de refrigeración. Dado que la pintura carece de componentes metálicos, Las empresas de telecomunicaciones pueden utilizarlo para evitar que el equipo exterior se sobrecaliente, un paso importante hacia la habilitación de una red 5G.

"Esta pintura puede incluso utilizarse para combatir el cambio climático, ya que rechaza la luz solar e irradia calor al espacio, "dice Ruan.

Próximo, los investigadores planean realizar estudios de confiabilidad a largo plazo para probar la resistencia de la pintura a la exposición a la luz ultravioleta, polvo, adherencia superficial, agua, y detergente para asegurar su función como producto comercial.

"Nuestra pintura es compatible con el proceso de fabricación de pintura comercial, y el costo puede ser comparable o incluso menor, ", dice Ruan." La clave es garantizar la fiabilidad de la pintura para que sea viable en aplicaciones exteriores a largo plazo ".