Os cientistas desenvolveram uma tinta branca que esfria abaixo da temperatura ambiente ao redor, mesmo sob a luz solar direta. Sua pesquisa, publicado em 21 de outubro na revista Cell Reports Physical Science , demonstra uma tecnologia de resfriamento radiativo que pode ser usada em tintas comerciais, que poderia ser menos caro de fabricar, e que reflete passivamente 95,5% da luz solar que atinge sua superfície de volta ao espaço sideral. Em contraste, "tintas de rejeição de calor" comerciais atualmente no mercado refletem apenas 80% -90% da irradiação solar e não podem atingir temperaturas abaixo do ambiente.

Durante os meses de verão e em regiões com climas quentes, a maioria dos edifícios conta com sistemas convencionais de ar condicionado para transferir calor do ambiente interno para o externo. Esses sistemas requerem energia, emitem excesso de calor que transforma as cidades em "ilhas de calor, "e contribuem para a crise climática. Mas, embora os cientistas tenham procurado desenvolver tintas de resfriamento radiativo desde a década de 1970, tintas desenvolvidas anteriormente não foram capazes de refletir luz solar suficiente para funcionar como viáveis, alternativas comercializáveis ​​aos condicionadores de ar tradicionais.

"É uma tarefa persistente desenvolver uma solução de resfriamento radiativo abaixo do ambiente que ofereça uma forma de tinta de matriz de partículas de camada única conveniente e alta confiabilidade, "diz Xiulin Ruan, professor da Escola de Engenharia Mecânica da Purdue University em Indiana e autor do estudo. "Isso é crítico para a ampla aplicação de resfriamento radiativo e para aliviar o efeito do aquecimento global."

Para desenvolver uma tinta de resfriamento radiativa aplicável comercialmente, Ruan e colegas usaram enchimentos de carbonato de cálcio, um composto abundante em terra, em vez de partículas de dióxido de titânio padrão, já que os preenchedores têm grandes lacunas de banda (diferenças de energia entre a banda de elétrons de valência e a parte inferior da banda de elétrons de condução) que ajudam a minimizar a quantidade de luz ultravioleta que a tinta absorve. Os pesquisadores também alavancam uma alta concentração de partículas de 60%, que aumenta a dispersão da luz solar, bem como uma ampla distribuição de tamanho de partícula em vez de um único tamanho de partícula para espalhamento de banda larga eficiente.

Para demonstrar o quão bem essas modificações melhoraram as habilidades de resfriamento radiativo da tinta, os pesquisadores realizaram testes de resfriamento em West Lafayette, Indiana durante um período de dois dias. A amostra de tinta permaneceu 10 C abaixo da temperatura ambiente à noite e pelo menos 1,7 C abaixo da temperatura ambiente quando o Sol estava em seu zênite. (A potência de resfriamento mostrou exceder 37 W / m ² sob sol direto.) Ruan e sua equipe realizaram um segundo teste no qual parte de um padrão foi pintada com a nova tinta, enquanto outra parte foi pintada com uma tinta branca comercial da mesma espessura. Uma câmera infravermelha revelou que a tinta acrílica à base de carbonato de cálcio foi capaz de manter uma temperatura mais baixa sob a luz direta do sol do que sua contraparte comercial.

Ruan espera que a tecnologia possa beneficiar uma ampla gama de indústrias, incluindo edifícios residenciais e comerciais, centros de dados, armazéns, armazenamento de alimentos, automóvel, equipamento elétrico externo, infraestruturas militares, e veículos utilitários. A tinta pode ser aplicada diretamente em edifícios para reduzir os custos de refrigeração. Como a tinta não tem componentes metálicos, empresas de telecomunicações podem usá-lo para evitar o superaquecimento de equipamentos externos, um passo importante para habilitar uma rede 5G.

“Essa tinta pode até ser usada para combater as mudanças climáticas, pois rejeita a luz do sol e irradia calor para o espaço, "diz Ruan.

Próximo, os pesquisadores planejam realizar estudos de confiabilidade de longo prazo para testar a resistência da tinta à exposição à luz ultravioleta, pó, adesão de superfície, agua, e detergente para garantir a sua função como produto comercial.

“Nossa tinta é compatível com o processo de fabricação de tintas comerciais, e o custo pode ser comparável ou até menor, "diz Ruan." O segredo é garantir a confiabilidade da tinta para que seja viável em aplicações externas de longo prazo. "