La ciencia de la escuela primaria nos enseña que en el sol, los colores oscuros se calientan mientras que el blanco se mantiene fresco. Ahora, una nueva investigación del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley Berkeley Lab ha encontrado una excepción: los científicos han determinado que ciertos pigmentos oscuros pueden permanecer igual de fríoscomo blanco mediante el uso de fluorescencia, la reemisión de luz absorbida.
Los investigadores probaron este concepto coloreando revestimientos de techo fríos con rojo rubí óxido de aluminio dopado con cromo. Dirigidos por el científico de Berkeley Lab Paul Berdahl, descubrieron por primera vez que la pintura blanca superpuesta con una capa de cristales de rubí se mantuvo tan fresca como un comercialrecubrimiento blanco. A continuación, sintetizaron pigmento rubí para mezclar en recubrimientos. Sus resultados fueron publicados recientemente en la revista Materiales de energía solar y células solares , en un artículo titulado "Refrigeración fluorescente de objetos expuestos a la luz solar: el ejemplo de rubí"
Investigaciones sustanciales a lo largo de los años del Grupo Heat Island de Berkeley Lab han encontrado que los techos y paredes reflectantes pueden enfriar edificios y automóviles. Esto reduce la necesidad de aire acondicionado y mitiga el efecto de isla de calor urbano. Al reflejar los rayos del sol de regreso al espacio,estos materiales fríos también liberan menos calor a la atmósfera, enfriando el planeta y compensando los efectos de calentamiento de cantidades sustanciales de emisiones de gases de efecto invernadero.
Sin embargo, la adopción más amplia de techos fríos se ha visto obstaculizada por consideraciones estéticas. "Hemos escuchado muchas veces de los fabricantes de materiales para techos, 'no podemos vender techos blancos o pasteles; nuestros clientes quieren verde oscuro, marrón oscuro,y así sucesivamente '", dijo Berdahl.
En los últimos 15 años, los investigadores de Heat Island Group han usado pigmentos especiales que reflejan fuertemente la luz invisible "infrarroja cercana" para crear superficies oscuras que permanecen más frías al sol que las superficies oscuras convencionales, aunque aún no son tan frías como las superficies blancas.Este nuevo trabajo muestra que el enfriamiento fluorescente puede aumentar el rendimiento de estos pigmentos al reemitir en longitudes de onda más largas algo de la luz visible que la superficie debe absorber para parecer oscura.
Esto abre la puerta a colores más oscuros no solo de techos fríos sino de cualquier objeto que esté sujeto a períodos prolongados de exposición al sol, incluidos vehículos, barcos, tanques de almacenamiento y tuberías de PVC ". Creemos que los automóviles serán una aplicación probable", Dijo Berdahl." Y no es solo una cuestión de comodidad o ahorro de energía evitando el uso de CA. Aprendimos de colegas que con los vehículos eléctricos, la vida útil de la batería se degrada por las temperaturas más altas, por lo que si puede mantener el automóvil más fresco con el usode un revestimiento adecuado, prolonga la vida útil de la batería "
El uso de fluorescencia, o fotoluminiscencia, para materiales fríos es un concepto nuevo, y Berdahl, que es un físico capacitado, tiene una patente pendiente sobre la tecnología. "La gente entiende que los materiales que fluorescen están emitiendo energía", dijo.Lo nuevo aquí es el uso del proceso de fluorescencia para mantener los edificios más frescos ".
Cuando la luz golpea un material fluorescente, el material emite energía activamente en respuesta, en lugar de reflejar pasivamente la energía. La idea de Berdahl era encontrar un material que absorbiera la luz visible y la fluorescencia reemitir mayor o totalmente en el invisible cercano-infracción infrarroja del espectro del sol. "Se han identificado miles de compuestos fluorescentes", dijo. "Las propiedades de Ruby son bien conocidas y bien estudiadas, y me di cuenta de que es un material que podría funcionar".
Su primer experimento fue usar una serie de cristales de rubí sintéticos, que compró en línea y dijo que eran sorprendentemente baratos. Unido a un revestimiento blanco brillante y expuesto a la luz solar brillante, el revestimiento cubierto de rubí rojo oscuro se mantuvo más fresco que apagado-superficie blanca.
La investigadora asociada de Berdahl y Berkeley Lab, Sharon Chen, sintetizó polvo de rubí u óxido de aluminio, dopado con cantidades variables de cromo para crear diferentes tonos de pigmento rojo. Prepararon pintura de rubí de los polvos y aplicaron estas pinturas sobre sustratos blancos brillantes.Cuando se exponen a la luz solar, las muestras de pintura de rubí se mantienen tan frías como los materiales blancos.
"El polvo de rubí necesita más trabajo para hacerlo tan rojo como el cristal de rubí", dijo Berdahl.
Si el producto fuera a comercializarse, Berdahl dijo que no se espera que el costo sea sustancial y que su durabilidad sea similar a la de otros recubrimientos. "Los rubíes tienen fama de ser caros, pero en su mayoría son óxido de aluminio,que se vende por unos 70 centavos por kilogramo o unos 30 centavos por libra ", dijo.
PPG Industries, un fabricante de recubrimientos con sede en Pittsburgh, Pensilvania que también participa en la investigación, está realizando pruebas de intemperismo con prototipos de recubrimientos fluorescentes.
En el trabajo de seguimiento, Berdahl identificó materiales azules que también son fluorescentes y demostró que se pueden combinar con otros colores para producir materiales verdes e incluso negros que se mantienen frescos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :