Bílá bělejší, domy chladnější

Během vlny letních veder, kdy teploty během dne výrazně přesahují třicítky a ani v noci neklesají výrazně níže, dokáže být horko ve městě téměř nesnesitelné. Může za to i takzvaný městský tepelný ostrov, který je způsoben pohlcováním světla tmavými povrchy, jako jsou střechy nebo silnice. Pohlcená energie se v těchto materiálech kumuluje a dlouho do noci je vyzařována do okolí.

Se zajímavým způsobem, jak tento efekt výrazně omezit, přišli vědci z Purdueovy univerzity v americkém státě Indiana. Jejich řešení je založeno na využití akrylové barvy obsahující nanočástice hexagonální modifikace nitridu boritého (hBN). Tento bílý pigment je tvořen mikroskopickými destičkami o průměru několika set nanometrů a svojí strukturou připomíná známější grafit. I díky své unikátní morfologii a velmi vysokému indexu lomu je materiál schopen odrazit až 97,9 % dopadajícího slunečního světla, a ochladit tak povrch pod ním až o 5 °C oproti teplotě okolí.

Oproti svému předchůdci je nový nátěr výrazně efektivnější. K dosažení podobných vlastností postačí namísto 0,4 mm silné vrstvy pouhých 0,15 mm.Snímek Purdue University, Andrea Felicelli

Další pozoruhodnou vlastností hBN je vysoká emisivita v takzvaném atmosférickém okně. U běžných povrchů je většina vyzářeného tepla vzápětí ihned pohlcena plyny přítomnými v atmosféře, což má za následek rostoucí teplotu okolního vzduchu. Pokud se však vlnová délka vyzařovaného infračerveného záření nachází v pásmu mezi 8–13 μm, je schopna bez zadržení proniknout až hluboko do troposféry, a materiál tak i bez spotřeby elektrické energie efektivně ochladí sebe i své okolí.

Podobný, stejnou skupinou dříve publikovaný nátěr založený na síranu barnatém dosáhl díky tomuto efektu úctyhodného průměrného chladicího výkonu 117 W/m². Vhodně ošetřená střecha by tak do budoucna mohla snadno nahradit běžnou klimatizaci. Autoři navíc slibují, že nová směs využívající hBN je schopna oproti síranu barnatému dosáhnout podobných vlastností i při snížení tloušťky nátěru o více než polovinu a jeho hmotnosti o více než 80 %. Tato barva by tak mohla v budoucnu najít využití při pasivním chlazení dopravních prostředků, u kterých často záleží na každém gramu.

Felicelli A. et al.: Cell Rep. Phys. Sci., 2022, DOI: 10.1016/j.xcrp.2022.101058