beeld
Gebouwen wit schilderen is een eeuwenoude methode om hitte af te weren in landen als Griekenland SophiaPapageorge/Pixabay, CC BY

Van ijzige toendra's tot golvende wolken, de kleur wit duikt herhaaldelijk op in het palet van onze planeet. Deze kleur zorgt ervoor dat het licht van de zon op een natuurlijke manier wordt teruggekaatst vanaf het aardoppervlak en de ruimte in. Dit effect – bekend als de planeet albedo – heeft een enorme impact op de gemiddelde temperatuur op aarde.

Stel je een wereld voor die volledig bedekt is met oceanen. Hoewel het idee misschien een verfrissend gevoel van koelte oproept, zou de afwezigheid van reflecterende witte gebieden de gemiddelde oppervlaktetemperatuur van de aarde in feite doen stijgen tot bijna 30 º C: verdubbelt de huidige gemiddelde temperatuur van 15 º C.

De aanhoudende achteruitgang van onze planeet ijs en sneeuw De dekking is niet alleen een gevolg van de door de mens veroorzaakte klimaatverandering, maar zorgt ook voor een verdere stijging van de oppervlaktetemperatuur. Worst-case scenario-modellen voorspellen dat – als CO? De uitstoot zal in 2050 niet dramatisch zijn verminderd; de gemiddelde temperatuur in het jaar 2100 zou dat wel kunnen zijn 1.5 º C warmer dan die van vandaag, mede dankzij de verminderde reflectiviteit van de aarde. De kleur van onze wereld speelt een sleutelrol bij het bepalen van de toekomst.

De beroemde witte gebouwen van eilanden zoals Santorini, Griekenland, zijn niet alleen voor de show: mensen gebruiken de kennis dat witte kleuren de warmte het beste reflecteren al honderden jaren. Traditioneel wordt een soort witte verf genoemd gips, dat calciumsulfaat (CaSO?) bevat, wordt gebruikt om dergelijke gebouwen te bedekken. Een nieuwe studies suggereert dat een alternatieve verf die bariumsulfaat (BaSO?) bevat nog effectiever zou kunnen zijn in het reflecteren van de zonnestraling die gebouwen raakt, terug de ruimte in.

Een kerkgebouw wit geschilderd Muren en daken worden in Griekenland vaak met gips beschilderd. Judithscharnowski/Pixabay, CC BY

De sleutel tot de effectiviteit van deze nieuwe verf op basis van bariumsulfaat zijn de nanodeeltjes die het bevat die de energie van de zon reflecteren met een relatief hoog rendement en bij specifieke infraroodgolflengten van 0.008 mm–0.013 mm. Deze golflengten komen overeen met een deel van de atmosfeer dat zeer transparant is, bekend als de "hemelraam'.


innerlijk abonneren grafisch


Dat betekent dat meer van de gereflecteerde zonne-energie terug kan kaatsen door dit "venster" de ruimte in in plaats van vast te blijven zitten in de atmosfeer van de aarde en bij te dragen aan de opwarming van de aarde. Volgens de auteurs van de studie, wanneer zonnestraling op bariumsulfaatverf schijnt, wordt bijna 10% van de straling op deze golflengten gereflecteerd.

Het aanbrengen van dit type verf op gebouwen in gebieden met een warm klimaat zal helpen om gebouwen koeler te houden – een enorme uitdaging, vooral in stedelijke regio's, waar de dichtheid van mensen en gebouwen de temperaturen tijdens de zomermaanden tot ondraaglijke hoogten kan opdrijven.

Het onderzoek laat zien hoe het schilderen van gebouwen met bariumsulfaatverf de temperatuur in de gebouwen met 4.5ºC kan verlagen ten opzichte van de buitenluchttemperatuur. Deze technologie heeft het potentieel om de kosten van gebouwen koelen door de afhankelijkheid van airconditioning te verminderen.

Een wit dak met dakramen onder de hemel In de VS helpen de witte daken van Walmart het energieverbruik in de supermarkten te verminderen. Walmart / Flickr, CC BY-SA

Deze witter-dan-witte verf heeft echter een donkere kant. De energie die nodig is om ruw barieterts op te graven om het bariumsulfiet, dat bijna 60% van de verf uitmaakt, te produceren en te verwerken, betekent dat het een enorm ecologische voetafdruk. En het breed gebruiken van de verf zou een dramatische toename betekenen in de mijnbouw van barium.

De verkoelende trucs van de natuur

Verf op basis van bariumsulfiet is slechts één manier om de reflectiviteit van gebouwen te verbeteren. Ik heb de afgelopen jaren onderzoek gedaan naar de kleur wit in de natuurlijke wereld, van witte oppervlakken tot witte dieren. Dierenharen, veren en vlindervleugels bieden verschillende voorbeelden van hoe de natuur de temperatuur binnen een structuur regelt. Door deze natuurlijke technieken na te bootsen, kunnen onze steden koeler blijven met minder kosten voor het milieu.

De vleugels van een intens witte kever soort genaamd Lepidiota-stigma verschijnen opvallend helder wit dankzij thanks nanostructuren in hun schubben, die erg goed zijn in het verstrooien van invallend licht. Deze natuurlijke lichtverstrooiende eigenschap kan worden gebruikt om nog betere verven te ontwerpen: bijvoorbeeld door gebruik te maken van gerecycled plastic om witte verf te maken met vergelijkbare nanostructuren met een veel lagere ecologische voetafdruk. Als het erop aankomt om inspiratie uit de natuur te halen, is the sky the limit.

Over de auteur

Andrew Parnell, onderzoeker in natuurkunde en sterrenkunde, Universiteit van Sheffield
 

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op The Conversation