Stefano Sergente
Nel tentativo di ridurre il riscaldamento globale e gli sprechi energetici, gli ingegneri della Purdue University hanno creato la vernice più bianca mai esistita.
Lo sappiamo tutti, quando arriva il rovente caldo estivo vestirsi con abiti chiari o bianchi è a volte l’unico modo per sopravvivere all’afa. Il gruppo di ricercatori della Purdue University ha messo a frutto questa conoscenza comune per trovare il modo di raffreddare edifici, aerei e persino automobili, sfruttando la vernice più bianca del mondo.
La vernice più bianca del mondo che punta a salvare l’ambiente
Nel 2021, un team di ingegneri della Purdue University ha realizzato la vernice più bianca del mondo, in grado di riflettere oltre il 98% della luce solare e di ridurre notevolmente la necessità di climatizzare gli edifici: “Nel 2021 abbiamo pubblicato la vernice al solfato di bario, che è ancora la più bianca mai vista”, ha detto Xiulin Ruan, professore di ingegneria meccanica alla Purdue e ricercatore principale del progetto. “È adatta agli edifici e ad altre infrastrutture fisse”.
L’anno scorso hanno creato una versione ancora più leggera, che potrebbe essere utilizzata per aerei, veicoli spaziali e altri veicoli. Grazie a questa nuova versione della vernice super-bianca, basta anche un’applicazione molto sottile per riflettere il 97,9% della luce solare.
Un futuro più bianco, per un mondo più verde
“Per i veicoli di grandi dimensioni, come gli aerei commerciali, la vernice non è una parte insignificante del loro peso”, ha dichiarato George Chiu, professore di ingegneria meccanica alla Purdue, la cui ricerca si concentra sulla stampa digitale. “La riduzione del peso comporta un notevole risparmio sui costi. Se si riesce a ottenere la stessa proprietà termica della vernice con una riduzione di peso dell’80%, il risparmio per la compagnia aerea è notevole. E il risparmio di peso si traduce in un risparmio di carburante, che rende il sistema di trasporto più sostenibile”.
Questa vernice ingegnerizzata ha il potenziale per raffreddare gli esterni di aerei, automobili, treni e persino veicoli spaziali. Dato che il pianeta si riscalda a causa dei cambiamenti climatici causati dall’uomo, la vernice potrebbe essere un modo innovativo e passivo per mantenere freschi gli spazi e le persone. Allo stesso tempo, potrebbe ridurre la nostra dipendenza dai condizionatori d’aria che consumano energia e che emettono calore, contribuendo al riscaldamento globale.
Per fare un paragone, le vernici attualmente disponibili sul mercato possono riflettere solo l’80-90% della luce solare, il che significa che assorbono molta più luce e calore. La vernice ultrabianca, invece, raffredda le superfici emettendo più calore di quanto ne trattenga, e non utilizza energia elettrica.
“Se si utilizzasse questa vernice per coprire un’area del tetto di circa 1.000 metri quadrati, stimiamo che si potrebbe ottenere una potenza di raffreddamento di 10 kilowatt. Si tratta di una potenza superiore a quella dei condizionatori d’aria centrali utilizzati nella maggior parte delle case”, ha dichiarato Xiulin Ruan. “I condizionatori d’aria possono raffreddare la casa, ma spostano il calore dall’interno all’esterno: il calore è ancora in città, è ancora sulla Terra. La nostra vernice non consuma energia, ma soprattutto invia il calore nello spazio. Il calore non rimane sulla Terra, quindi aiuta davvero la Terra a raffreddarsi e può fermare la tendenza al riscaldamento”.
Dopo il super-bianco, si punta alle vernici cangianti
Per aver inventato queste vernici super bianche, gli ingegneri della Purdue University sono stati premiati con il Gizmodo Science Fair 2023. Ma come sono riusciti a creare questo bianco così particolare? Sono due le caratteristiche che conferiscono alla vernice il suo estremo candore: una è l’altissima concentrazione di un composto chimico chiamato solfato di bario, utilizzato anche per rendere bianca la carta fotografica e i cosmetici.
“Abbiamo esaminato vari prodotti commerciali, in pratica tutto ciò che è bianco”, ha detto Xiangyu Li, ricercatore post-dottorato presso il Massachusetts Institute of Technology, che ha lavorato a questo progetto come dottorando della Purdue nel laboratorio di Ruan. “Abbiamo scoperto che usando il solfato di bario si possono teoricamente rendere le cose molto, molto riflettenti, il che significa che sono molto, molto bianche”.
La seconda caratteristica è che le particelle di solfato di bario della vernice hanno dimensioni diverse: la quantità di luce diffusa da ogni particella dipende dalla sua dimensione, quindi una gamma più ampia di particelle permette alla vernice di diffondere una maggiore quantità di luce. “Un’alta concentrazione di particelle di dimensioni diverse conferisce alla vernice la più ampia diffusione spettrale, che contribuisce alla più alta riflettanza”, ha dichiarato Joseph Peoples, dottorando in ingegneria meccanica alla Purdue.
Ci sono molte potenziali applicazioni future per questa vernice, e il team si sta già muovendo per commercializzarla. I ricercatori stanno lavorando per garantire che le vernici possano resistere allo sporco, oltre a esplorare la possibilità di creare vernici di altri colori in grado di riflettere una quantità significativa di luce solare. In futuro, Ruan dice di essere interessato a usare la nanotecnologia per creare vernici che possano cambiare colore in base alle stagioni, così da mantenere gli edifici caldi in inverno e freschi in estate.
Fonte: Gizmodo Science Fair 2023