Apabila suhu melambung di seluruh dunia, bagaimana kita menjaga rumah dan bangunan lain yang sejuk? Yang lebih kaya di kalangan kita meletupkan penghawa dingin kami, yang berkesan, tetapi hanya membahayakan alam sekitar, berkat penggunaan tenaga yang lebih tinggi. Yang kurang bernasib baik hanya menderita, atau bahkan mati dalam gelombang haba.
Penyelidik dari Columbia University mempunyai penyelesaian baru untuk menyejukkan bangunan, yang mereka katakan dapat membantu mengurangkan beban perubahan iklim. Ia adalah cat putih - polimer secara teknikal - yang menggunakan lubang-lubang kecil yang kecil untuk menyejukkan udara.
Lapisan itu adalah contoh penyejukan radiasi siang pasif (PDRC), di mana permukaan menyejuk dengan mencerminkan cahaya matahari dan memanaskan kembali ke atmosfera. Cat putih, yang mencerminkan cahaya, telah lama digunakan untuk PDRC. Tetapi mereka biasanya mengandungi pigmen yang menyerap cahaya, dan mereka mencerminkan panjang gelombang suria yang tidak sempurna.
Sebaliknya, salutan yang dibangunkan oleh pasukan Columbia mempunyai permukaan buih seperti lubang nano nanoskel. Untuk menciptanya, para penyelidik pada dasarnya mengambil pigmen dari cat putih dan menggantikannya dengan lubang-lubang kecil ini. Ini menjadikan polimer biasa putih telus. Lubang-lubang itu menyerap dan mencerminkan semua gelombang cahaya matahari, menjadikan salutan jauh lebih baik di PDRC daripada cat tradisional.
"[Cat putih tradisional] biasanya mencerminkan hanya 85 peratus daripada jumlah cahaya matahari, tetapi menyerap selebihnya dan memanaskan badan, " kata Nanfang Yu, seorang profesor fizik terpakai yang bekerja pada penyelidikan yang diterbitkan hari ini dalam jurnal Science. "Sebaliknya, salutan yang kami kembangkan mencerminkan 96 hingga 99 peratus daripada jumlah cahaya matahari - ultraviolet, kelihatan dan inframerah - yang sangat tinggi, dan boleh kekal di bawah suhu ambien walaupun ketika cahaya matahari kuat."
Para saintis lain telah menggunakan kaedah pencerminkan suria yang sama untuk mencapai penyejukan, kata Mark Swihart, seorang profesor kejuruteraan kimia dan biologi di Universiti Buffalo, yang tidak terlibat dalam penyelidikan.
"Bagaimanapun, apa yang baru di sini adalah kaedah yang agak mudah dan pandai untuk mencapai keputusan, " katanya. "Sebaik sahaja saya dapat memberitahu, tiada siapa yang sebelum ini mencadangkan menggunakan polimer berliang ini untuk aplikasi penyejukan pasif ini. Kebaharuan kerja terletak pada pemilihan kaedah yang sangat mudah ini untuk membentuk filem yang mencapai kesan penyejukan pasif. "
Kerana kaedah ini begitu mudah, Swihart berkata, ia boleh menjadi agak mudah dan murah untuk menghasilkan dan memohon secara besar-besaran - salutan boleh, sebagai contoh, dibuat dalam gulungan besar dan digunakan seperti kertas dinding.
"Saya rasa ia mungkin mempunyai potensi praktikal yang penting, " katanya.
Lapisan ini berfungsi paling baik di iklim yang cerah - kajian mendapati ia mengurangkan haba sebanyak 6 darjah Celsius di gurun Arizona. Tetapi ia juga berfungsi dengan baik dalam persekitaran tropika, lebih banyak tropika - ia mengurangkan haba sebanyak 3 darjah Celcius di Bangladesh. Ini bermakna ia boleh digunakan dalam tetapan yang jauh berbeza di seluruh dunia.
Pelapik mudah digunakan, pada dasarnya bekerja seperti cat standard. Ia boleh digunakan di hampir mana-mana permukaan, dari bumbung ke tangki air ke kenderaan. Pasukan ini juga bereksperimen dengan membuat salutan dalam warna-warna yang berbeza, dengan harapan menjadikan produk itu menarik kepada penonton yang lebih luas. Menambah warna akan menurunkan tahap penyejukan, tetapi prestasinya masih lebih baik daripada cat komersil berwarna.
"Ini penting memandangkan rasa manusia, " kata Jyotirmoy Mandal, seorang pelajar doktor dan penulis utama dalam kajian itu. "Bukan semua orang mahukan bumbung putih di rumah mereka, dan syarikat cat telah cuba untuk membangunkan 'warna-warna sejuk' selama beberapa dekad."
Para penyelidik kini memberi tumpuan kepada penggunaan sistem berasaskan air atau alkohol untuk membuat salutan dengan persembahan penyejukan yang serupa, yang boleh menjadikan produk lebih mesra alam dan mudah untuk digunakan. Mereka juga melihat cara baru untuk mengitar semula polimer yang dibuang.
Pasukan berharap salutan akhirnya boleh digunakan di tempat-tempat dari padang pasir ke kawasan tropika ke tempat-tempat dengan iklim pertengahan - pada dasarnya di mana panas lebih banyak daripada masalah daripada sejuk. Ia juga boleh berguna dalam pelbagai situasi ekonomi.
"Dalam keadaan kaya sumber, salutan boleh mengurangkan kos penyaman udara, " kata Yuan Yang, seorang profesor sains dan kejuruteraan bahan yang bekerja dalam penyelidikan. "Di dalam keadaan yang kurang baik sumber, di mana penyejukan elektrik tidak mahal atau tidak tersedia - contohnya di Asia Selatan luar bandar atau Afrika - penyejukan sub-ambien dapat memberikan bantuan."
Lapisan itu, jika digunakan pada bangunan yang cukup sekaligus, juga dapat membantu menangani "pulau-pulau panas di bandar" - kawasan bandar yang lebih panas daripada persekitaran mereka, terima kasih kepada bangunan rapat dan banyak aktiviti manusia. Apabila dunia terus menengahkan, kepulauan-kepulauan panas ini merupakan masalah yang semakin meningkat - ombak haba membunuh bilangan penduduk bandar yang tidak seimbang.
"Usaha seperti itu, bagaimanapun, memerlukan kerjasama yang luas antara penyelidik, perancang bandar dan pembuat dasar, " kata Mandal. "Kami berharap kerja kami akan menyebarkan kesedaran tentang potensi penyejukan radiasi di luar kalangan saintifik."
