من التندرا الجليدية إلى السحب المتصاعدة ، يظهر اللون الأبيض بشكل متكرر في لوحة كوكبنا. يوفر هذا اللون طريقة طبيعية للضوء من الشمس للانعكاس من سطح الأرض إلى الفضاء. هذا التأثير - المعروف باسم الكوكب البياض - له تأثير كبير على متوسط ​​درجة الحرارة العالمية.

تخيل عالمًا مغطى بالكامل بالمحيطات. على الرغم من أن الفكرة قد تثير إحساسًا منعشًا بالبرودة ، إلا أن غياب المناطق البيضاء العاكسة سيؤدي في الواقع إلى زيادة متوسط ​​درجة حرارة سطح الأرض إلى ما يقرب من 30 درجة مئوية: ضعف متوسط ​​درجة الحرارة الحالية 15 درجة مئوية.

التدهور المستمر في كوكبنا الجليد و الثلج كما أن التغطية، فضلاً عن كونها نتيجة لتغير المناخ الذي يسببه الإنسان، تؤدي أيضاً إلى مزيد من الزيادات في درجة حرارة السطح. تتنبأ نماذج السيناريو الأسوأ بما يلي: إذا كان ثاني أكسيد الكربون؟ لن تنخفض الانبعاثات بشكل كبير بحلول عام 2050، بل قد ينخفض ​​متوسط ​​درجات الحرارة في عام 2100 1.5 درجة مئوية أكثر دفئًا من تلك الموجودة في الوقت الحاضر ، ويرجع الفضل في ذلك جزئيًا إلى انعكاس الأرض المنخفض. يلعب لون عالمنا دورًا رئيسيًا في تحديد مستقبله.

المباني البيضاء الشهيرة لجزر مثل سانتوريني ، اليونان ، ليست للعرض فقط: لقد استخدم البشر معرفة أن الألوان البيضاء تعكس الحرارة بشكل أفضل لمئات السنين. تقليديا ، يسمى نوع من الطلاء الأبيض جبس، التي تحتوي على كبريتات الكالسيوم (CaSO؟)، تستخدم لتغطية هذه المباني. جديد دراسة يقترح أن الطلاء البديل الذي يحتوي على كبريتات الباريوم (BaSO؟) يمكن أن يكون أكثر فعالية في عكس الإشعاع الشمسي الذي يضرب المباني إلى الفضاء.

غالبًا ما يتم طلاء الجدران والأسقف بالجبس في اليونان. جوديثشارنوفسكي / بيكساباي, CC BY

مفتاح فعالية هذا الطلاء الجديد القائم على كبريتات الباريوم هو الجسيمات النانوية التي تحتوي عليها والتي تعكس طاقة الشمس بكفاءة عالية نسبيًا وبأطوال موجية محددة من الأشعة تحت الحمراء من 0.008 مم إلى 0.013 مم. تتوافق هذه الأطوال الموجية مع جزء من الغلاف الجوي شديد الشفافية ، والمعروف باسم "نافذة السماء".

وهذا يعني أن المزيد من الطاقة الشمسية المنعكسة يمكن أن ترتد مرة أخرى من خلال هذه "النافذة" إلى الفضاء بدلاً من البقاء محاصرين في الغلاف الجوي للأرض والمساهمة في ظاهرة الاحتباس الحراري. وفقا ل مؤلفو الدراسة، عندما يتم تسليط الإشعاع الشمسي على طلاء كبريتات الباريوم ، ينعكس ما يقرب من 10 ٪ من الإشعاع عند هذه الأطوال الموجية.

سيساعد تطبيق هذا النوع من الطلاء على المباني في المناطق ذات المناخ الدافئ في الحفاظ على برودة المباني - وهو تحد كبير لا سيما في المناطق الحضريةحيث يمكن أن تؤدي كثافة السكان والمباني إلى ارتفاع درجات الحرارة إلى ارتفاعات لا تطاق خلال أشهر الصيف.

توضح الدراسة كيف يمكن لطلاء المباني بطلاء كبريتات الباريوم أن يقلل درجات الحرارة داخل المباني بمقدار 4.5 درجة مئوية مقارنة بدرجة حرارة الهواء الخارجي. هذه التكنولوجيا لديها القدرة على خفض تكلفة بشكل ملحوظ تبريد المباني بتقليل الاعتماد على تكييف الهواء.

في الولايات المتحدة ، تساعد أسطح وول مارت البيضاء في تقليل استخدام الطاقة داخل المتاجر الكبرى. وول مارت / فليكر, CC BY-SA

ومع ذلك ، فإن هذا الطلاء الأكثر بياضًا من الأبيض له جانب أغمق. الطاقة اللازمة لاستخراج خام الباريت الخام لإنتاج ومعالجة كبريتات الباريوم التي تشكل ما يقرب من 60٪ من الطلاء تعني أنها تحتوي على كمية ضخمة بصمة الكربون. واستخدام الطلاء على نطاق واسع يعني زيادة كبيرة في التعدين من الباريوم.

حيل تبريد الطبيعة

يعد الطلاء القائم على كبريتات الباريوم طريقة واحدة فقط لتحسين انعكاسية المباني. قضيت السنوات القليلة الماضية في البحث عن اللون الأبيض في العالم الطبيعي ، من الأسطح البيضاء إلى الحيوانات البيضاء. يقدم شعر الحيوانات والريش وأجنحة الفراشة أمثلة مختلفة لكيفية تنظيم الطبيعة لدرجة الحرارة داخل الهيكل. يمكن أن يساعد تقليد هذه التقنيات الطبيعية في الحفاظ على برودة مدننا بأقل تكلفة على البيئة.

أجنحة واحد بشكل مكثف خنفساء بيضاء الأنواع تسمى وصمة العار Lepidiota تظهر بفضل الأبيض الساطع اللافت للنظر النانو في موازينها ، وهي جيدة جدًا في تشتيت الضوء الوارد. يمكن استخدام خاصية تشتت الضوء الطبيعي هذه لتصميم دهانات أفضل: على سبيل المثال ، باستخدام البلاستيك المعاد تدويره لإنشاء طلاء أبيض يحتوي على بنى نانوية متشابهة مع انبعاثات كربونية أقل بكثير. عندما يتعلق الأمر بالاستلهام من الطبيعة ، فإن السماء هي الحد الأقصى.