Der weißeste Lack der Welt ist jetzt dünn genug, um Autos und Raumfahrzeuge zu beschichten

Wir haben jetzt das schwärzeste Schwarz und das weißeste Weiß. Was kommt als nächstes?

Wissenschaftler, die die weißeste Farbe der Welt hergestellt haben, haben gerade ihre Formel angepasst, um eine Beschichtung der Substanz viel dünner zu machen.

Das Beschichten von Objekten wie Flugzeugen, Autos und Raumfahrzeugen mit dieser Farbe würde den Verbrauch von Klimaanlagen senken und die Treibhausgasemissionen reduzieren.

Im Jahr 2019 erfanden Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology das schwärzeste Schwarz. Es war eine Farbe, die so unglaublich dunkel war, dass sie 99,9 % des gesamten sichtbaren Lichts absorbierte und damit sogar das berühmte Vantablack übertraf, ein starkes Ebenholz, das die Kunstwelt in Aufruhr versetzte.

Um es einfach auszudrücken: Wenn Sie einen Löffel mit dem vapiden Farbton beschichten würden, wäre das so, als ob Sie mitten in Ihrer Küche ein löffelförmiges schwarzes Loch erzeugen würden. Langfristig versprach diese unglaubliche Farbe Vorteile für Technologien wie Teleskope, Kameras und sogar iPhones der nächsten Generation, die lichtblockierende Fähigkeiten erforderten.

Aber was würde passieren, wenn wir das genaue Gegenteil vom schwärzesten Schwarz hätten?

Nun, letztes Jahr machte sich ein anderes Wissenschaftlerteam daran, genau diese Frage zu beantworten. Forscher der Purdue University schufen das weißeste Weiß, eine Farbe, die unglaubliche 98,1 % des Lichts reflektierte. Tatsächlich war dieser sprudelnde Farbton so einzigartig, dass sich das Team einen Platz im Guinness-Buch der Rekorde sicherte. Doch anders als bei Vantablack beruhte das Versprechen der Farbe, die mit diesem Farbton gemacht wurde, auf einer kleinen Anpassung: Sie musste dünner sein.

Kein Problem.

Das gleiche Team, das hinter der weißesten Farbe der Welt steht, hat gerade seine Chemie neu formatiert, um das Medium deutlich dünner zu machen. Mittlerweile eignet sich der Speziallack zum Beschichten von Autos, Flugzeugen, Zügen und sogar T-Shirts. Im Gegenzug würde es eine Menge Sonnenlicht von diesen Gegenständen reflektieren und so den Bedarf an Klimaanlagen reduzieren.

„Das spart nicht nur Geld, sondern reduziert auch den Energieverbrauch, was wiederum die Treibhausgasemissionen reduziert“, sagte Xiulin Ruan, Professor für Maschinenbau an der Purdue University und Autor der Studie, in einer Erklärung. „Und im Gegensatz zu anderen Kühlmethoden strahlt diese Farbe die gesamte Wärme in den Weltraum ab, was auch unseren Planeten direkt abkühlt. Es ist ziemlich erstaunlich, dass eine Farbe das alles kann.“

Einen detaillierten Überblick über ihre neue Formel finden Sie in einem Artikel, der am Montag in der Zeitschrift Cell Reports Physical Science veröffentlicht wurde.

„Ich wurde von allen kontaktiert, von Raumfahrzeugherstellern über Architekten bis hin zu Unternehmen, die Kleidung und Schuhe herstellen“, sagte Ruan. „Sie hatten hauptsächlich zwei Fragen: Wo kann ich es kaufen und kann man es dünner machen?“

Um es klarzustellen: Es ist noch nicht im Handel erhältlich. Aber Ruan sagte, das Team versuche derzeit herauszufinden, wie es dazu kommen könne.

„The Redemption of Vanity“ ist ein Kunstwerk des MIT-Artist-in-Residence Diemut Strebe. Auf der linken Seite befindet sich ein gelber Edelstein. Auf der rechten Seite ist derselbe Edelstein zu sehen, bedeckt mit dem schwärzesten Schwarz der Erde. Schau nochmal. Es ist da, das verspreche ich.

Irgendwann in unserem Leben haben wir ein paar wissenschaftliche Informationen über Mode aufgenommen. „Tragen Sie kein Schwarz, wenn es draußen heiß ist, sondern Weiß, um die Hitze zu reflektieren.“ Manchmal klingt es fast wie eine Ausrede, die geschaffen wurde, um Kinder zum 14. Mal dazu zu bringen, saubere, zufällig weiße Kleidung anstelle ihres schmutzigen alten Batman-Shirts zu tragen.

Aber es ist wahr.

Die Farbe Schwarz absorbiert eher Licht und die damit verbundene Wärme, während Weiß beides reflektiert – und genau deshalb funktioniert Ruans Farbinnovation.

Um ihre neue Version der weißesten Farbe der Welt zu schaffen, erzeugten die Forscher eine sogenannte nanoporöse Substanz, die hexagonales Bornitrid als Pigment enthielt, eine Chemikalie, die ihrer Meinung nach hauptsächlich in Schmiermitteln verwendet wird. Nur eine 150 Mikrometer (0,15 Millimeter) dicke Schicht dieses Mediums reichte aus, um eine Sonnenreflexion von 97,9 % zu erreichen.

„Hexagonales Bornitrid hat einen hohen Brechungsindex, der zu einer starken Streuung des Sonnenlichts führt“, sagt Andrea Felicelli, Ph.D. von Purdue. Student des Maschinenbaus und Autor der Studie, sagte in einer Erklärung. „Außerdem haben die Partikel dieses Materials eine einzigartige Morphologie, die wir Nanoplättchen nennen.“ Mit anderen Worten: Den Modellen des Teams zufolge war die sechseckige Form des Moleküls entscheidend. Diese Art von Nanoplättchen schien die Sonnenstrahlung effektiver zurückzuwerfen als kugelförmige Nanopartikel, die typischerweise in anderen Kühlfarben verwendet werden.

Die neuartige Formel der hellen Farbe steht im Gegensatz zur vorherigen Formel des Teams, die Bariumsulfat enthielt, ein kostengünstiges, weißes kristallines Pulver, das für seine Lichtreflexionsfähigkeiten bekannt ist. Diese Version erforderte eine 400 Mikron (0,4 Millimeter) dicke Schicht, um das gewünschte reflektierende Ergebnis zu erzielen. Ziemlich heftig, wenn man darüber nachdenkt, wenn man Sachen malt.

„Das ist in Ordnung, wenn Sie eine robuste stationäre Struktur wie das Dach eines Gebäudes streichen“, sagte Ruan. „Aber bei Anwendungen, die genaue Anforderungen an Größe und Gewicht haben, muss der Lack dünner und leichter sein.“ Also, wenn wir den Einsatz von Klimaanlagen in Autos reduzieren oder versuchen möchten, die Stromrechnung unserer Wohnung zu senken, indem wir einen neuen, mit sechseckigem Bornitrid beschichteten Kleiderschrank anziehen.

Links sehen Sie die vorherige Version der weißen Farbe durch das Team und rechts die neue.

Um in dieser Hinsicht noch einen Schritt weiter zu gehen, hat das Team auch „Lufthohlräume“ in die Liste der Farbzutaten aufgenommen, da dies den Schleim sehr porös macht (in wirklich sehr feinem Maßstab). Diese geringere Dichte, zusätzlich zur Dünnheit, mache die Farbe außerdem 80 % leichter als die Bariumsulfat-Version.

„Ein Flugzeug, das an einem heißen Sommertag auf dem Rollfeld steht, muss seine Klimaanlage nicht so stark betreiben, um den Innenraum zu kühlen, was große Mengen an Energie spart“, sagt George Chiu, Professor für Maschinenbau an der Purdue University und Autor der Studie , sagte in einer Erklärung. „Außerdem müssen Raumfahrzeuge so leicht wie möglich sein, und dieser Lack kann ein Teil davon sein.“