Bilim insanları, doğrudan güneş ışığı altında bile, yüzeyi ortam sıcaklığının altına sotuyan beyaz bir boya geliştirdiler. 21 Ekim’de Cell Reports Physical Science dergisinde yayımlanan araştırmada, ticari boyalarda kullanılabilecek, üretimi daha ucuz olabilecek ve yüzeyine ulaşan güneş ışığının % 95,5’ini pasif olarak dışarıya yansıtabilecek bir radyatif (ışınsal) soğutma teknolojisini ortaya koymaktadır. Buna karşılık, şu anda piyasada bulunan ticari “ısıyı reddeden boyalar” yalnızca güneş ışınımının% 80-90’ını yansıtabilir ve ortamın altındaki sıcaklıklara ulaşamaz.
Soğutma Neden Önemli
Soğutma, enerji verimliliği için oldukça önemlidir. Örneğin klima, Birleşik Devletler’deki binalar tarafından kullanılan birincil enerjinin yaklaşık yüzde on beşini oluşturmaktadır. Bu enerji tüketimi, şehirleri ısı adasına çevirerek iklim krizine giden yolda bir basamak haline gelmekte. Herhangi bir elektrik girdisi olmadan soğuyan pasif bir soğutma stratejisi, bu nedenle küresel enerji tüketimi üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Soğutmayı başarmak için, ortam havasının sıcaklığının altında bir sıcaklığa erişilmesi ve bunu muhafaza etmesi gerekir.
Radyatif yani bir diğer adıyla radyasyonel soğuma güneşin yaydığı radyasyonu emen yerkürenin, gece bu radyasyonu kaybetme sürecidir. Bilim insanları, 1970’lerden bu yana radyatif soğutma boyaları geliştirmeye çalışıyorlar. Daha önce geliştirilen boyalar geleneksel klimalara uygun, ticarileştirilebilir alternatifler olarak işlev göremiyorlardı. Bunun nedeni genellikle yeterli güneş ışığını yansıtamamalarıydı.
Çalışma
Purdue makine mühendisliği profesörü ve çalışmanın araştırmacılarından biri olan Xiulin Ruan, “Doğrudan güneş ışığında bir yüzeyin, yerel hava istasyonunuzun o bölge için bildirdiği sıcaklıktan daha soğuk olması çok mantıksız, ancak bunun mümkün olduğunu gösterdik” diyor.
Boya, neredeyse hiç güneş enerjisi absorbe etmeden ve kullanıldığı her yerden ısı göndererek çalışıyor. Hatta ısıyı Dünya’dan uzağa, gezegenimizi artık etkilemeyeceği derin uzaya göndererek iklim değişikliği ile savaşmaya bile yardımcı olabilir.
Ticari olarak uygulanabilir bir radyatif soğutma boyası geliştirmek için araştırmacılar, standart titanyum dioksit parçacıkları yerine toprakta bol miktarda bulunan bir bileşik olan kalsiyum karbonat dolguları kullandılar. Bunu yapmalarının nedeni, dolgu maddeleri büyük bant boşluklarına sahip olması. Bu boyanın emdiği ultraviyole ışık miktarını en aza indirmeye yardımcı olur. Araştırmacılar ayrıca, verimli geniş bant saçılımı için tek bir parçacık boyutu yerine geniş bir parçacık boyutu dağılımının yanı sıra güneş ışığı dağılımını artıran % 60’lık yüksek bir parçacık konsantrasyonundan da yararlanıyor.
Araştırmacılar, bu değişikliklerin boyanın radyasyonla soğutma yeteneklerini ne kadar iyi artırdığını göstermek için, iki günlük bir süre boyunca soğutma testleri yaptılar. Boya numunesi, gece ortam sıcaklığının 10 derece altında ve Güneş zirvesindeyken çevre sıcaklığının en az 1,7 derece altında kaldı. Ekip daha sonra numunenin başka bir kısmının diğeri ile aynı kalınlıkta beyaz boya ile boyandığı bir test yaptılar. Bir kızılötesi kamera, kalsiyum karbonat bazlı akrilik boyanın doğrudan güneş ışığı altında ticari muadiline göre daha düşük bir sıcaklığı koruyabildiğini ortaya çıktı.
Sonuç
Bilim insanları bu teknolojinin konut ve ticari binalar, veri merkezleri, depolar, gıda depolama, otomobil, dış mekan elektrikli ekipmanı, askeri altyapılar ve yardımcı araçlar dahil olmak üzere çok çeşitli sektörlere fayda sağlayacağını umuyor. Boya, soğutma maliyetlerini azaltmak için doğrudan binalara uygulanabilir. Boyada metal bileşenler bulunmadığından, telekomünikasyon şirketleri bunu dış mekan ekipmanının aşırı ısınmasını önlemek için kullanabilir. Bunun ayrıca bir 5G ağını etkinleştirmeye yönelik önemli bir adım olabileceği de düşünülüyor.
Daha sonrası için, araştırmacılar boyanın ticari bir ürün olarak işlev görmesini sağlamak istiyor. Boyanın ultraviyole ışığa maruz kalma, toz, yüzey yapışması, su ve deterjana karşı direncini test etmek için uzun vadeli güvenilirlik çalışmaları yapmayı planlıyorlar.
Kaynakça:
- https://www.sciencedaily.com
- https://www.nature.com
- https://www.mgm.gov.tr
