La peinture la plus blanche de tous les temps ! Avec lui, vous n’avez pas besoin d’allumer le climatiseur en été

"Le noir devant vous n'est pas noir, de quel blanc parlez-vous."

Comment définit-on le blanc ?

Le blanc est la couleur de la neige, des murs et du lait.

Dieu a dit qu'il devrait y avoir de la lumière, et la lumière blanche comprend la lumière de différentes couleurs.

Dans les codes de couleur hexadécimaux, #FFFFFF fait référence au blanc pur.

Le blanc peut également représenter une sensation qui vous garde au frais au milieu de l'été.

La peinture la plus blanche du monde, des bâtiments aux voitures

Scientifiquement, la définition du blanc est liée à la réflectivité. En général, un objet est considéré comme blanc lorsqu'il réfléchit 80 % ou plus de toutes les longueurs d'onde du spectre visible.

Plus le matériau est blanc, plus il peut réfléchir la lumière et moins il risque de chauffer. Le bon sens scientifique se transmet de génération en génération sous forme d'expérience de vie, les habitants des tropiques peignent souvent leurs maisons en blanc et les bâtiments blancs de Santorin, en Grèce, ne sont pas uniquement esthétiques.

En 2021, l'Université Purdue a développé une peinture ultra-blanche contenant des particules de sulfate de baryum avec une réflectivité de 98,1%, qui a été incluse dans l'édition 2022 du Livre Guinness des records du monde en septembre de la même année , devenant à juste titre la plus blanche à ce jour. peindre .

Lorsqu'il est utilisé sur les toits et les trottoirs, le revêtement peut maintenir les surfaces extérieures à plus de 4,5 °C de moins que la température ambiante, réduisant ainsi la demande de climatisation et atténuant l'effet d'îlot de chaleur urbain, même en hiver .

Xiulin Ruan, professeur de génie mécanique à l'Université Purdue qui a participé à la recherche, a donné un exemple tiré de la vie :

Si vous couvrez 1 000 pieds carrés de surface de toit, nous estimons que vous pouvez obtenir jusqu'à 10 kilowatts de puissance de refroidissement. C'est plus puissant que les climatiseurs que la plupart des maisons utilisent.

Les chercheurs ont même suggéré que seulement 0,5 à 1 % de la surface de la Terre pourrait être recouverte de peinture pour inverser la tendance au réchauffement climatique.

Récemment, les mêmes scientifiques ont développé une nouvelle formulation plus fine et plus légère , ou la peinture 2.0 la plus blanche au monde, qui réduit également la température de surface.

Pourquoi le rendre plus léger et plus fin ? La raison principale est que les scénarios d'utilisation de 1.0 et 2.0 sont différents.

Lorsque 1.0 est sorti, afin d'atteindre un niveau adéquat de refroidissement radiatif, le revêtement devait avoir une épaisseur d'au moins 0,4 mm, ce qui était parfaitement acceptable pour des structures telles que des toits de bâtiments.

Mais lorsque l'on regarde des objets avec des exigences précises en matière de taille et de poids, tels que des voitures, des trains et des avions, où les revêtements doivent être plus fins et plus légers, 2.0 est le moment de jouer.

2.0 est un revêtement nanoporeux contenant du nitrure de bore hexagonal (une substance principalement utilisée dans les lubrifiants) et ne prend que 0,15 mm pour atteindre une réflectivité de 97,9 %, presque identique à 98,1 % pour 1.0.

Quel est le rôle du nitrure de bore hexagonal ? Andrea Felicelli, membre de l'équipe et doctorante en génie mécanique à l'Université Purdue, a expliqué :

Le nitrure de bore hexagonal a un indice de réfraction élevé, ce qui entraîne une forte diffusion de la lumière solaire ; ses particules ont également une morphologie unique, que nous appelons nanoplaquettes, qui sont plus efficaces pour faire rebondir le rayonnement solaire que les nanoparticules sphériques précédentes.

Le 2.0 est également très poreux à l'échelle nanométrique en raison de sa densité plus faible et de son épaisseur plus fine, et il est 80 % plus léger que le 1.0.

Le briquet 2.0 sera utilisé dans une variété de scénarios légers, où il peut réduire les températures de surface d'environ 5,6 ° C lorsqu'il est pulvérisé à l'extérieur des avions, des voitures ou des trains.

Dans la chaleur étouffante, l'avion sur le tarmac n'a pas besoin d'allumer le climatiseur pour refroidir l'intérieur, et beaucoup d'énergie peut être économisée.

La version 2.0 devrait être commercialisée d'ici deux à trois ans, mais nécessitera une série de tests et d'améliorations, comme la minimisation de l'utilisation de composés organiques volatils (COV).

Les peintures, vernis et autres produits contiennent des solvants organiques, qui libèrent des COV lors de leur utilisation.Le formaldéhyde est l'un des COV les plus connus, nocif pour la santé et l'environnement.

Le professeur Ruan Xiulin a également envisagé les possibilités infinies du 2.0 en dehors de l'industrie du transport.Vêtements, chaussures et même des produits électroniques portables tels que les téléphones portables peuvent être utilisés :

"Il peut être incorporé dans de la peinture ou des fibres textiles, brossé, pulvérisé ou appliqué au rouleau."

Cependant, même si le 2.0 est vraiment commercialisé, le prix ne sera jamais bon marché, car le nitrure de bore doit être synthétisé et produit, il est donc plus adapté aux scénarios où vous ne vous souciez pas du coût, mais du poids et de l'épaisseur. .

La peinture la plus blanche est aussi la peinture froide

Les peintures les plus blanches 1.0 et 2.0 ont presque la même réflectivité, ne se remplaçant pas, mais chacune a ses propres mérites.

Après tout, battre le record de la peinture la plus blanche n'est pas le but des scientifiques, c'est freiner le réchauffement climatique et économiser de l'énergie.

Depuis les années 1970, de nombreux scientifiques ont essayé de développer des revêtements de refroidissement radiatifs pour remplacer les climatiseurs traditionnels et éviter de tomber dans un cercle vicieux de réchauffement climatique dans lequel le plus chaud devient plus chaud et le plus chaud devient plus chaud.

Il a fallu six ans à l'équipe Purdue pour développer 1.0. Ils ont examiné plus de 100 matériaux différents, les ont réduits à 10 et ont testé environ 50 formulations différentes pour chaque matériau.

La peinture blanche vendue sur le marché a une réflectivité d'environ 80% à 90%, et la matière première commune, le dioxyde de titane, absorbe les rayons ultraviolets et dégage de la chaleur, de sorte que la surface du bâtiment ne doit pas être inférieure à la température ambiante.

1.0 s'appuie sur deux technologies clés.

D'une part, la forte concentration de sulfate de baryum est utilisée comme composant principal pour mieux réfléchir la lumière du soleil sans absorber les rayons ultraviolets ;

D'autre part, le degré auquel les particules diffusent la lumière dépend de la taille, et lorsque le sulfate de baryum est transformé en particules de différentes tailles, la peinture peut refléter la lumière du soleil de différentes couleurs et longueurs d'onde, obtenant l'effet de diffusion spectrale le plus large.

En plus d'être presque 100 % réfléchissantes, les nanoparticules reflètent l'énergie solaire à des longueurs d'onde infrarouges spécifiques de 0,008 à 0,013 mm, et la chaleur retourne dans l'espace à travers la fenêtre infrarouge sans être piégée dans l'atmosphère terrestre.

Au final, il émet plus de chaleur qu'il n'en absorbe , luttant ainsi contre le réchauffement climatique.

Ce "refroidissement passif par rayonnement" refroidit la surface du bâtiment sans consommer d'énergie, ce qui équivaut à installer un climatiseur ne consommant pas d'électricité.

Comme vous pouvez le voir sur l'image de la caméra infrarouge, la zone où se trouve le 1.0 est d'une couleur violet foncé, très différente de la couleur environnante, indiquant qu'elle refroidit la carte en dessous de la température ambiante, ce que les revêtements thermiques commerciaux ne peuvent pas faire. .

La disponibilité relative des matériaux est également un avantage de 1.0. Le sulfate de baryum est moins cher que le dioxyde de titane, et le coût final peut même être comparable à la peinture blanche traditionnelle.

Le travail a été breveté et Purdue travaille avec une entreprise pour développer la peinture et la commercialiser, la commercialisation étant prévue d'ici deux ans.

Mais la 1.0 est loin d'être parfaite. Ronnen Levinson, un expert de l'effet d'îlot de chaleur au Lawrence Berkeley National Laboratory, a souligné qu'après avoir été réfléchie, la lumière ultraviolette est susceptible de réagir avec des substances telles que les oxydes d'azote dans l'air, ce qui peut nuire à la qualité de l'air.

Un rapport de Fast Company mentionne que près de 60 % des matières premières de ce revêtement proviennent du minerai de barytine. L'exploitation minière signifie une énorme demande d'énergie et une empreinte carbone, ce qui va à l'encontre de l'objectif de protection de l'environnement et est pris dans un dilemme de positif et négatif.

En fait, avant la 1.0, l'Université Purdue a également lancé une version. En octobre 2020, ils ont développé une peinture blanche avec une réflectivité de 95,5% en utilisant du carbonate de calcium comme matière première.

Le carbonate de calcium a longtemps été remplacé par le sulfate de baryum 1,0 ; le nitrure de bore hexagonal 2,0 a élargi les scénarios d'utilisation du 1,0.

"Le blanc le plus blanc" n'est qu'un faux nom temporaire, la technologie s'améliore constamment, et il peut y avoir 3.0 et 4.0. Si vous voulez une vraie réponse de protection de l'environnement, vous devez commencer par 70 points et 80 points.

Avec le blanc le plus blanc, n'oubliez pas le noir le plus noir

Il y a quelques années, le noir le plus noir était le Vantablack, qui absorbe jusqu'à 99,965 % de la lumière visible, il a été inventé par la société technologique britannique Surrey NanoSystems et a surpris lors de sa sortie en 2014.

Vanta est synonyme de réseaux de nanotubes alignés verticalement, ce qui signifie des réseaux de nanotubes alignés verticalement, avec environ un milliard de nanotubes par centimètre carré de revêtement.

Il est si remarquablement noir en raison de la structure des nanotubes uniformément répartis , les particules légères qui pénètrent sont absorbées et très peu qui sont réfléchies frappent le haut des nanotubes.

Devant les deux statues de bronze identiques, lorsque l'une d'elles est peinte au Vantablack, elle passe directement du tridimensionnel au bidimensionnel. Vous ne regardez pas le noir, mais l'abîme.

Lorsque Whitest Paint 1.0 est sorti, les chercheurs l'ont comparé à Vantablack. Après tout, l'un est trop noir pour dominer la foule, et l'autre est trop blanc pour dominer.

Il y avait aussi un épisode lié à Vantablack à l'époque : les chercheurs ont été avertis de faire attention à Anish Kapoor.

Anish Kapoor est un artiste britannique qui a acquis une notoriété dans le monde de l'art en 2016 lorsqu'il a repris les droits artistiques exclusifs de Vantablack , que lui seul peut utiliser à des fins artistiques.

La réaction la plus violente à cela a été un autre artiste britannique, Stuart Semple, qui a développé la peinture "rose la plus rose" dans un accès de colère et l'a mise sur le site Web, où tout le monde peut l'acheter, sauf Anish Kapoor.

Récemment, une célébrité japonaise sur Internet a voulu défier la "pièce la plus sombre du monde", mais n'a pas pu acheter Vantablack, alors il a décidé d'acheter la peinture "True Black Warriors" avec un taux d'absorption de la lumière de 99,4% ("Dynasty Warriors" ). : argent fictif).

Il s'est également peint complètement en noir, sans couture, comme Conan's Man in Black.

Mais maintenant, Vantablack n'est pas le plus sombre. En 2019, le MIT a développé un matériau qui absorbe 99,995 % de la lumière visible, et surtout, les scientifiques ont collaboré avec l'artiste Diemut Strebe pour le faire apparaître sous la forme d'un diamant.

Lorsque la "pierre" la plus brillante rencontre le matériau le plus absorbant la lumière, le diamant jaune naturel de 2 millions de dollars est complètement caché dans l'obscurité, il est donc nommé "The Redemption of Vanity".

Diemut Strebe et le MIT ont également écrit à côté du diamant : "Ce projet peut également être considéré comme une déclaration contre l'achat par Anish Kapoor des droits artistiques exclusifs de Vantablack. Nous avons utilisé une composition différente de nanotubes de carbone que tout artiste peut utiliser."

Mis à part l'art et l'esthétique, les noirs les plus sombres sont principalement utilisés sur des surfaces extrêmement intolérantes à la lumière réfléchie , telles que les télescopes astronomiques, les microsatellites, les suiveurs d'étoiles, les capteurs infrarouges, et sont également considérés comme utiles dans les avions furtifs.

La société de développement Vantablack a un jour proposé que le blanc le plus blanc et le noir le plus noir soient exposés ensemble dans le musée. Afin de ne pas violer les droits d'art exclusifs signés avec Anish Kapoor, ils ont également souligné que "ce n'est pas de l'art", mais "de l'éducation". ". But", pour ceux qui s'intéressent à la science derrière les extrêmes de la lumière et de l'obscurité.

"La science peut créer un médium pour l'art, et l'art peut aussi redonner à la science." Du blanc le plus blanc au noir le plus noir, la palette des scientifiques conditionne aussi l'avenir de l'humanité.

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