Los ingenieros de Purdue University han creado la pintura más blanca hasta ahora registrada. Revestir edificios con esta pintura puede algún día enfriarlos lo suficiente como para reducir la necesidad de aire acondicionado, dicen los investigadores.

En octubre, el equipo creó una pintura ultra blanca que amplió los límites de cómo puede ser la pintura blanca. Ahora lo han superado. La pintura más nueva no solo es más blanca, sino que también puede mantener las superficies más frías que la formulación que los investigadores habían demostrado previamente .

“Si usara esta pintura para cubrir un área de techo de aproximadamente 300 m², estimamos que podría obtener una potencia de enfriamiento de 10 kilovatios. Eso es más poderoso que los acondicionadores de aire centrales que usan la mayoría de las casas”, dijo Xiulin Ruan , profesor de ingeniería mecánica de Purdue .

Los investigadores creen que este blanco puede ser el equivalente más cercano al negro más negro, » Vantablack «, que absorbe hasta el 99,9% de la luz visible. La nueva fórmula de pintura más blanca refleja hasta el 98,1% de la luz solar, en comparación con el 95,5% de la luz solar reflejada por la pintura ultra blanca anterior de los investigadores, y envía el calor infrarrojo lejos de una superficie al mismo tiempo.

La pintura blanca comercial típica se vuelve más cálida en lugar de más fría. Las pinturas en el mercado que están diseñadas para rechazar el calor reflejan solo del 80% al 90% de la luz solar y no pueden hacer que las superficies sean más frías que su entorno.

¿Qué hace que sea tan blanca?

Dos características dan a la pintura su extrema blancura. Una es la concentración muy alta de un compuesto químico llamado sulfato de bario, que también se usa para hacer que el papel fotográfico y los cosméticos sean blancos.

“Observamos varios productos comerciales, básicamente cualquier cosa que sea blanca”, dijo Xiangyu Li, investigador postdoctoral en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, que trabajó en este proyecto como Purdue Ph.D. estudiante en el laboratorio de Ruan. «Descubrimos que al usar sulfato de bario, teóricamente puedes hacer que las cosas sean realmente muy reflectantes, lo que significa que son realmente muy blancas».

La segunda característica es que las partículas de sulfato de bario tienen diferentes tamaños en la pintura. La cantidad de luz que dispersa cada partícula depende de su tamaño, por lo que una gama más amplia de tamaños de partículas permite que la pintura disperse más del espectro de luz del sol.

“Una alta concentración de partículas que también son de diferentes tamaños le da a la pintura la dispersión espectral más amplia, lo que contribuye a la mayor reflectancia”, dijo Joseph Peoples, Ph.D. de Purdue, estudiante de ingeniería mecánica.

Hay un poco de espacio para hacer que la pintura sea más blanca, pero no mucho sin comprometer la pintura.

“Aunque una concentración de partículas más alta es mejor para hacer algo blanco, no se puede aumentar demasiado la concentración. Cuanto mayor sea la concentración, más fácil será que la pintura se rompa o se despegue ”, dijo Li.

Cómo la pintura más blanca es también la más fresca

La blancura de la pintura también significa que la pintura es la más fría registrada. Usando equipos de lectura de temperatura de alta precisión llamados termopares, los investigadores demostraron al aire libre que la pintura puede mantener las superficies 19º Fahrenheit más frías que su entorno ambiental durante la noche. También puede enfriar superficies 8º Fahrenheit por debajo de su entorno bajo la luz solar intensa durante las horas del mediodía.

La reflectancia solar de la pintura es tan eficaz que incluso funcionó en pleno invierno. Durante una prueba al aire libre con una temperatura ambiente de 43º Fahrenheit, la pintura logró reducir la temperatura de la muestra en 18 grados Fahrenheit.

Esta pintura blanca es el resultado de seis años de investigación basada en intentos que se remontan a la década de 1970 para desarrollar pintura de enfriamiento radiativo como una alternativa viable a los acondicionadores de aire tradicionales.

El laboratorio de Ruan había considerado más de 100 materiales diferentes, los redujo a 10 y probó alrededor de 50 formulaciones diferentes para cada material. Su pintura ultra blanca anterior era una formulación hecha de carbonato de calcio, un compuesto abundante en la tierra que se encuentra comúnmente en rocas y conchas marinas.

Los investigadores demostraron en su estudio que, al igual que la pintura comercial, su pintura a base de sulfato de bario puede potencialmente soportar las condiciones exteriores. La técnica que utilizaron los investigadores para crear la pintura también es compatible con el proceso de fabricación de pintura comercial.

Las solicitudes de patente para esta formulación de pintura se han presentado a través de la Oficina de Comercialización de Tecnología de la Fundación de Investigación Purdue . Esta investigación fue apoyada por el Centro de Investigación de Tecnologías de Enfriamiento de la Universidad de Purdue y la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea a través del Programa de Instrumentación de Investigación de la Universidad de Defensa (Beca No 427 FA9550-17-1-0368). La investigación se realizó en Purdue’s FLEX Lab y Ray W. Herrick Laboratories y en el Birck Nanotechnology Center de Purdue’s Discovery Park .

Imágenes: Universidad de Purdue