Από παγωμένες τούνδρες έως σύννεφα που κυματίζουν, το λευκό χρώμα αυξάνεται επανειλημμένα στην παλέτα του πλανήτη μας. Αυτό το χρώμα παρέχει έναν φυσικό τρόπο για το φως από τον ήλιο να αντανακλά πίσω από την επιφάνεια της Γης και στο διάστημα. Αυτό το αποτέλεσμα - γνωστό ως πλανήτη albedo - έχει τεράστιο αντίκτυπο στη μέση παγκόσμια θερμοκρασία.

Φανταστείτε έναν κόσμο καλυμμένο εξ ολοκλήρου με ωκεανούς. Αν και η ιδέα θα μπορούσε να προκαλέσει μια αναζωογονητική αίσθηση δροσιάς, η απουσία ανακλαστικών λευκών περιοχών θα έβλεπε στην πραγματικότητα τη μέση θερμοκρασία της γης να αυξάνεται σχεδόν 30ºC: διπλασιάστε την τρέχουσα μέση θερμοκρασία του 15ºC.

Η συνεχιζόμενη παρακμή του πλανήτη μας πάγο και χιόνι Η κάλυψη, εκτός από συνέπεια της κλιματικής αλλαγής που προκαλείται από τον άνθρωπο, οδηγεί επίσης σε περαιτέρω αυξήσεις στη θερμοκρασία της επιφάνειας. Τα μοντέλα του χειρότερου σεναρίου προβλέπουν ότι – εάν CO; οι εκπομπές δεν θα μειωθούν δραματικά μέχρι το 2050 – οι μέσες θερμοκρασίες το έτος 2100 μπορεί να είναι 1.5ºC θερμότερο από αυτό της σημερινής ημέρας, χάρη εν μέρει στη μειωμένη ανακλαστικότητα της Γης. Το χρώμα του κόσμου μας παίζει βασικό ρόλο στον καθορισμό του μέλλοντός του.

Τα διάσημα λευκά κτίρια νησιών όπως η Σαντορίνη, Ελλάδα, δεν είναι μόνο για παράσταση: οι άνθρωποι έχουν χρησιμοποιήσει τη γνώση ότι τα λευκά χρώματα αντανακλούν τη θερμότητα καλύτερα για εκατοντάδες χρόνια. Παραδοσιακά, ονομάζεται ένας τύπος λευκού χρώματος γύψος, που περιέχει θειικό ασβέστιο (CaSO?), χρησιμοποιείται για την κάλυψη τέτοιων κτιρίων. Ενα νέο μελέτη προτείνει ότι μια εναλλακτική βαφή που περιέχει θειικό βάριο (BaSO?) θα μπορούσε να είναι ακόμη πιο αποτελεσματική στην αντανάκλαση της ηλιακής ακτινοβολίας που χτυπά τα κτίρια πίσω στο διάστημα.

Οι τοίχοι και οι στέγες συχνά χρωματίζονται με γύψο στην Ελλάδα. Judithscharnowski / Pixabay, CC BY

Το κλειδί για την αποτελεσματικότητα αυτής της νέας βαφής με βάση το θειικό βάριο είναι τα νανοσωματίδια που περιέχει και αντανακλούν την ενέργεια του ήλιου σε σχετικά υψηλή απόδοση και σε συγκεκριμένα μήκη κύματος υπέρυθρων 0.008 mm - 0.013 mm. Αυτά τα μήκη κύματος ταιριάζουν με ένα μέρος της ατμόσφαιρας που είναι πολύ διαφανές, γνωστό ως "παράθυρο του ουρανού".

Αυτό σημαίνει ότι περισσότερη από την ανακλώμενη ηλιακή ενέργεια μπορεί να αναπηδήσει πίσω από αυτό το «παράθυρο» στο διάστημα αντί να παραμείνει παγιδευμένη στην ατμόσφαιρα της Γης και να συμβάλει στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Σύμφωνα με την συγγραφείς της μελέτης, όταν η ηλιακή ακτινοβολία λάμπει σε βαφή θειικού βαρίου, σχεδόν το 10% της ακτινοβολίας αντανακλάται σε αυτά τα μήκη κύματος.

Η εφαρμογή αυτού του τύπου βαφής σε κτίρια σε περιοχές με ζεστό κλίμα θα συμβάλει στη διατήρηση ψυχρότερων κτιρίων - μια τεράστια πρόκληση ιδιαίτερα αστικές περιοχές, όπου η πυκνότητα ανθρώπων και κτιρίων μπορεί να ωθήσει τις θερμοκρασίες σε αφόρητα ύψη κατά τους καλοκαιρινούς μήνες.

Η μελέτη καταδεικνύει πώς η βαφή κτιρίων με βαφή θειικού βαρίου μπορεί να μειώσει τις θερμοκρασίες εντός των κτιρίων κατά 4.5ºC σε σύγκριση με τη θερμοκρασία εξωτερικού αέρα. Αυτή η τεχνολογία έχει τη δυνατότητα να μειώσει σημαντικά το κόστος ψύξη κτιρίων μειώνοντας την εξάρτηση από τον κλιματισμό.

Στις ΗΠΑ, οι λευκές στέγες της Walmart συμβάλλουν στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας στα σούπερ μάρκετ. Walmart / Flickr, CC BY-SA

Ωστόσο, αυτό το πιο λευκό από το λευκό χρώμα έχει μια πιο σκοτεινή πλευρά. Η ενέργεια που απαιτείται για την εκσκαφή ακατέργαστου μεταλλεύματος βαρύτη για την παραγωγή και επεξεργασία του θειώδους βαρίου που αποτελεί σχεδόν το 60% της βαφής σημαίνει ότι έχει τεράστιο αποτύπωμα άνθρακα. Και η ευρεία χρήση του χρώματος θα σήμαινε μια δραματική αύξηση στην εξόρυξη του βαρίου.

Ψύξη της φύσης

Η βαφή με βάση το θειώδες βάριο είναι ένας μόνο τρόπος βελτίωσης της ανακλαστικότητας των κτιρίων. Έχω περάσει τα τελευταία χρόνια ερευνώντας το λευκό χρώμα στον φυσικό κόσμο, από λευκές επιφάνειες έως λευκά ζώα. Οι τρίχες των ζώων, τα φτερά και τα φτερά πεταλούδας παρέχουν διαφορετικά παραδείγματα για το πώς η φύση ρυθμίζει τη θερμοκρασία μέσα σε μια δομή. Η μίμηση αυτών των φυσικών τεχνικών θα μπορούσε να βοηθήσει να διατηρήσουμε τις πόλεις μας πιο δροσερές με μικρότερο κόστος για το περιβάλλον.

Τα φτερά ενός έντονα λευκό σκαθάρι είδη που ονομάζονται Στίγμα Λεπιδίων εμφανίζεται ένα εντυπωσιακά φωτεινό λευκό χάρη στο νανοδομές στις κλίμακες τους, οι οποίες είναι πολύ καλοί στη διασπορά του εισερχόμενου φωτός. Αυτή η φυσική ιδιότητα σκέδασης φωτός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το σχεδιασμό ακόμη καλύτερων χρωμάτων: για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας ανακυκλωμένο πλαστικό για τη δημιουργία λευκού χρώματος που περιέχει παρόμοιες νανοδομές με πολύ χαμηλότερο αποτύπωμα άνθρακα. Όταν πρόκειται για έμπνευση από τη φύση, ο ουρανός είναι το όριο.