科学者がこれまでに作られた中で最も白い白色塗料を開発 - 非常に反射性が高く、表面を冷やすことができる

このウルトラホワイトペイントは文字通り最高にクールです。

サラ・カスコーン、2023 年 7 月 19 日

2020年、パデュー大学の科学者たちは、太陽光の95.5パーセントを反射する新しい超白色アクリル絵の具を開発した。 それ以来、太陽光の反射率を 98.1% まで高めた新しい配合により、塗料をさらに白くし、ギネス世界記録で最も白い塗料記録を樹立しました。

「私たちは実際には世界で最も白い塗料を開発しようとしていたわけではありません」と、研究を監督したパーデュー大学の機械工学教授シューリン・ルアン氏はニューヨーク・タイムズに語った。 「私たちは気候変動を支援したいと考えていましたが、今では気候変動はさらに危機的であり、さらに悪化しています。 私たちは、地球を冷却しながらエネルギーを節約できるかどうかを確認したかったのです。」

肉眼では、最も白いものを見ているようには見えないかもしれません。 塗料は太陽光を反射しながら散乱させるため、目隠し効果はありません。 しかし、ウルトラホワイトはホームセンターで購入できる塗料の色合いに似ているかもしれませんが、新しく開発された塗料は、光を吸収する塗料よりも冷却ツールとしてはるかに効果的です。

これは実際には何を意味するのでしょうか? Purdue の超白色ペイントは、炎天下でも表面を触っても涼しく保ちます。 午後半ばの気温と比較すると、最も白い白で塗装された表面は華氏 8 度低くなります。 夜になるとその差はさらに顕著になり、最大19度になります。

パーデュー大学の研究者、Xiulin Ruan氏（左）とJoseph Peoples氏は、屋上の白色塗料サンプルの冷却性能を比較している。 写真提供：ジャレッド・パイク/パデュー大学。

建物を最も白い白に塗装することは、都市部のヒートアイランド現象を相殺するのに役立つ可能性があります。ヒートアイランド現象は、ほとんどの人工建物が自然の景観よりも多くの熱を吸収し、気温が上昇するために引き起こされます。

パーデューのチームは、炭酸カルシウム粒子を使用して最初の超白色ペイントを作成しました。 新しいバージョンは、6 年間に及ぶ 100 以上の異なる素材をテストした研究の結果であり、硫酸バリウムで作られています。 (光の 99.965 パーセントを吸収する非常に自慢の「最も黒い黒」であるヴァンタブラックはカーボン ナノチューブから作られています。MIT の科学者とアーティストのディームット ストレーベによって開発されたさらに黒い黒も、光の 99.995 パーセントを捕捉します。)

「硫酸バリウムを使用すると、理論的には物体を本当に本当に反射させることができることが分かりました。つまり、物体は本当に本当に白くなります」とルアン氏の研究室の学生だったシャンユー・リー氏は声明で述べ、硫酸バリウム粒子の濃度は反射率を高めますが、添加しすぎると塗装がひび割れしやすくなります。

赤外線で撮影した超白色塗料のサンプル。 ペイントが塗布された濃い紫色の四角形は周囲温度よりも低くなります。 パデュー大学提供、Joseph Peoples による写真。

暑い気候では家を涼しく保つために、屋上や建物の外装に白い塗料が長い間使用されてきましたが、従来の塗料は太陽光の 80 ～ 90% しか反射しないため、熱は上昇し続けます。

この最も白い白は、あたかもルアンがエネルギーゼロで動作するエアコンを作成したかのようです。また、エアコンが室内を冷やしても熱を外部に放出するというマイナス面もありません。 硫酸バリウム塗料で塗装された建物の空調必要量は、最大 40% 減少すると予想されます。

最も白い白色塗料は効果的な反射材ですが、地球の温度に顕著な影響を与えるには大量の塗料が必要になります。

パデュー大学の機械工学教授、シューリン・ルアン氏。最も白いペイントを施している。 写真提供：ジョン・アンダーウッド、パデュー大学提供。

2019年にジュール誌に掲載された研究では、地球の気温上昇を止めるには、最も白い白いペイントのような反射材で地表の1～2パーセントを覆う必要があることが判明した。 これはサハラ砂漠の面積の半分強に相当します。