Onderzoekers van de Purdue University in de VS hebben een nieuw type superwitte verf ontwikkeld die zo veel zonlicht weerkaatst dat hij op een zonnige dag een oppervlak kan afkoelen tot 1,7 graden onder de luchttemperatuur.
De verf kan helpen om geld en energie te besparen voor koeling, wat tegenwoordig een van de snelst groeiende energievreters ter wereld is.
Witte oppervlakken worden al lang gebruikt om warmte te reguleren, en op een aantal plekken op aarde zijn zogeheten ‘koude daken’ geïnstalleerd met oppervlakken die zonlicht reflecteren.
Bijna 100% zonlicht weerkaatst
De superwitte verf van de Purdue University is qua energiebesparing van een geheel nieuwe orde. Waar de meeste andere reflecterende verven zo’n 85 procent van het zonlicht reflecteren, kan de nieuwe verf maar liefst 95,5 procent weerkaatsen.
Ter vergelijking: gewone rode bakstenen reflecteren slechts 10 tot 35 procent van het licht.
Gewone reflecterende verven krijgen hun witte kleur vaak van het pigment titaandioxide. Maar de nieuwe superwitte verf is gemaakt met calciumcarbonaat, dat minder ultraviolet licht absorbeert.
Er is een zeer groot energieverschil tussen de elektronen in de binnenste en buitenste schillen van de calciumcarbonaatatomen, en daarom zijn er bijzonder sterke fotonen nodig om in de verf door te dringen.
Om licht te kunnen absorberen, moeten de lichtdeeltjes – fotonen – voldoende energie hebben om de buitenste elektronen van het materiaal naar binnen te kunnen slaan. Maar de fotonen in het ultraviolette licht van de zon zijn vaak te zwak om dit voor elkaar te krijgen met de calciumcarbonaatatomen, en daarom worden ze weerkaatst.
Bovendien werden de calciumcarbonaatdeeltjes in de verf in verschillende groottes toegevoegd, omdat de kalk de verschillende golflengten van zonlicht daardoor beter kan reflecteren.
Ten slotte zit er zo veel calciumcarbonaat in de bodem dat de superwitte verf volgens de onderzoekers voor dezelfde prijs gemaakt kan worden als gewone verf.
Groot verschil tussen twee vierkanten
Het experiment met de nieuwe verf vond gedurende twee dagen buiten plaats in de Amerikaanse staat Indiana.
De onderzoekers schilderden een vierkant over met de superwitte, reflecterende verf en een ander vierkant met gewone witte verf van dezelfde dikte.
Het met superwitte verf geschilderde vierkant (links) bleef koeler dan het gewoon wit geschilderde vierkant. 68,5 graden Fahrenheit komt overeen met ongeveer 20 graden Celsius, 76,8 graden Fahrenheit is ca. 25 graden Celsius.
Met behulp van een infraroodcamera was goed te zien hoe de nieuwe verf het oppervlak afkoelde en 1,7 °C kouder maakte dan de omgevingslucht, ook al scheen de zon er pal op.
Volgens de onderzoekers kan een gewoon Amerikaans huis van 200 vierkante meter met de nieuwe verf zo’n 40 euro per maand aan koelenergie besparen.
Nu moet worden getest hoe de verf over een langere periode presteert onder natuurlijke omstandigheden, zoals bij harde wind en regen.