כאשר הטמפרטורות עולות ברחבי העולם, איך נשמור על קירור של בתים ומבנים אחרים? העשירים שבינינו פוצצים את מיזוג האוויר שלנו, שהוא יעיל, אך רק פוגע עוד יותר בסביבה, בזכות צריכת אנרגיה גבוהה יותר. הפחות ברי מזל סובלים, או אפילו מתים בגלי חום.
לחוקרים מאוניברסיטת קולומביה יש פיתרון חדש לקירור מבנים, כזה שלדבריהם יכול לסייע בהפחתת הנטל של שינויי האקלים. זהו צבע לבן - טכנית ציפוי פולימרי - המשתמש בחורים זעירים באופן אינסופי כדי לקרר את האוויר.
הציפוי הוא דוגמה לקירור רדיואטיבי בשעות היום (PDRC), שבו משטח מתקרר על ידי השתקפות אור שמש וחום חזרה לאטמוספירה. צבעי לבן המשקפים אור שימשו זה מכבר ל PDRC. אך בדרך כלל הם מכילים פיגמנטים הסופגים אור, והם משקפים אורכי גל ארוכים יותר של השמש בצורה לא מושלמת.
לעומת זאת, לציפוי שפותח על ידי צוות קולומביה יש משטח דמוי קצף מלא בחורים ננומטריים. כדי ליצור אותו, החוקרים למעשה לקחו את הפיגמנט מצבע לבן והחליפו אותו בחורים הזעירים האלה. זה הופך את הפולימר השקוף בדרך כלל לבן. החורים מתפזרים ומשקפים את כל אורכי הגל של אור השמש, מה שהופך את הציפוי לטוב בהרבה ב- PDRC מאשר צבע מסורתי.
"[צבעים לבנים מסורתיים] בדרך כלל משקפים רק 85 אחוז מכל אור השמש, אך סופגים את השאר ומחממים אותם", אומר נאנגפנג יו, פרופסור לפיזיקה יישומית שעבד על המחקר שפורסם היום בכתב העת Sci ence. "לעומת זאת, הציפוי שפיתחנו משקף 96 עד 99 אחוז מכל אור השמש - אולטרה סגול, גלוי ואינפרא אדום - שהוא גבוה להפליא ויכול להישאר מתחת לטמפרטורות הסביבה גם כאשר אור השמש חזק."
מדענים אחרים השתמשו בשיטות דומות לשיקוף שמש כדי להשיג קירור, אומר מארק סוויהארט, פרופסור להנדסה כימית וביולוגית באוניברסיטה בבופלו, שלא היה מעורב במחקר.
"עם זאת, מה שחדש כאן הוא האמצעי הפשוט והחכם יחסית להשיג את התוצאה", הוא אומר. "כמיטב יכולתי לדעת, איש לא הציע בעבר להשתמש בפולימרים נקבוביים כאלה ליישום קירור פסיבי זה. החידוש ביצירה טמון בבחירה של שיטה מאוד פשוטה זו ליצירת סרטים המשיגים את אפקט הקירור הפסיבי. "
מכיוון שהשיטה כל כך פשוטה, טוענת סוויהארט, היא יכולה להיות יחסית קלה וזולה לייצר וליישם בקנה מידה גדול - ניתן למשל לייצר את הציפוי בגלילים גדולים וליישם כמו טפט.
"אני חושב שיש לזה פוטנציאל מעשי משמעותי, " הוא אומר.
הציפוי עובד בצורה הטובה ביותר באקלים שטופי שמש - המחקר מצא כי הוא הפחית את החום ב 6 מעלות צלזיוס במדבר אריזונה. אבל זה גם מתפקד היטב בסביבות מעורפלות וטרופיות יותר - הוא הפחית את החום ב -3 מעלות צלזיוס בבנגלדש. משמעות הדבר היא שניתן להשתמש בה במסגרות שונות בהרבה ברחבי העולם.
הציפוי קל למריחה, ובעיקר עובד כמו צבע רגיל. ניתן להשתמש בו כמעט בכל משטח, מגגות למיכל מים ועד כלי רכב. הצוות גם עשה ניסויים בייצור הציפוי בצבעים שונים, בתקווה לגרום למוצר לפנות לקהל רחב יותר. הוספת צבע אמנם מורידה את דרגת הקירור, אך הביצועים עדיין טובים יותר מצבע מסחרי צבעוני.
"זה חשוב לאור הטעמים האנושיים", אומר Jyotirmoy Mandal, דוקטורנט וסופר ראשי במחקר. "לא כולם רוצים גג לבן בבית שלהם, וחברות צבע מנסות לפתח 'צבעים מגניבים' זה עשרות שנים."
החוקרים מתמקדים כעת בשימוש במערכות על בסיס מים או אלכוהול לייצור ציפויים עם ביצועי קירור דומים, מה שעלול להפוך את המוצר ליותר ידידותי לסביבה וקל ליישום. הם בוחנים גם דרכים חדשות למחזר פולימרים שהושלכו.
הצוות מקווה כי הציפוי יכול לשמש בסופו של דבר במקומות מדבריות לאזורים טרופיים למקומות עם אקלים ביניים - בעיקר בכל מקום בו החום הוא יותר בעיה מאשר קור. זה יכול להיות שימושי גם במגוון רחב של מצבים כלכליים.
"בהגדרות עשירות במשאבים, הציפוי יכול להפחית את עלויות המזגנים, " אומר יואן יאנג, פרופסור למדעי חומרים והנדסה שעבד על המחקר. "במסגרות דלות משאבים, בהן קירור חשמלי אינו ניתן להשגה או שאינו זמין - למשל בדרום אסיה הכפרית או באפריקה - הקירור התת-סביבתי יכול להקל."
הציפוי, אם נעשה בו שימוש על מספיק בניינים בבת אחת, יכול גם לעזור להתמודד עם מה שמכונה "איי חום עירוניים" - אזורים עירוניים שמתחממים הרבה יותר מסביבתם, בזכות מבנים קרובים והרבה פעילות אנושית. ככל שהעולם ממשיך להתבייש, איי החום הללו הם בעיה הולכת וגוברת - גלי חום הורגים מספר לא פרופורציונאלי של תושבי העיר.
"מאמץ כזה, עם זאת, מחייב שיתוף פעולה רחב בין חוקרים, מתכננים עירוניים ומקבלי מדיניות", אומר מנדל. "אנו מקווים כי העבודה שלנו תפיץ מודעות לפוטנציאל הקירור הקרינתי מחוץ לחוגים המדעיים."
