Солнечный свет может стать причиной быстрого изнашивания самых разных материалов и структур, в том числе, крыш военных судов, металлических труб, крыш домов, автомобилей и так далее. Более того, избыточное тепло, которое приходит вместе с солнечным светом, порой делает пребывание в невентилируемом помещении совершенно невыносимым.
Команда исследователей из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса разработала новую краску-покрытие на основе стекла, которая позволяет защитить практически любую поверхность от агрессивного воздействия солнечных лучей и предотвратить перегрев.
"Большинство красок, которыми производители покрывают крыши автомобилей или домов, имеют в своей основе полимеры, которые разрушаются под воздействием солнечного ультрафиолета. Поэтому спустя всего несколько лет наблюдается обмеление покрытия и пожелтение.
Полимеры также имеют тенденцию выделять летучие органические соединения, которые могут нанести вред окружающей среде. Поэтому мы решили заменить их неорганическим стеклом", — рассказывает ведущий автор нового исследования Джейсон Бенкоский (Jason Benkoski), который представил свою разработку на 250-ом собрании Американского химического общества.
Стекло же состоит из кремнёзема (SiO2), который может стать прекрасным покрытием, поскольку является жёстким, прочным и обладающим нужными оптическими свойствами материалом. Впрочем, у стекла есть и один весьма существенный минус — оно крайне хрупкое.
Поэтому Бенкоский и его коллеги решили поэкспериментировать с кремнёземом, или диоксидом кремния, который, к слову, является одним из самых распространённых материалов в земной коре. Учёные взяли силикат калия, который обычно растворяется в воде, а затем модифицировали его таким образом, чтобы его можно было распылять на твёрдую поверхность. В результате получилось покрытие, которое после высыхания становится водонепроницаемым.
В отличие от акриловых, полиуретановых или эпоксидных красок, краска на основе стекла является полностью неорганической, что существенно продлевает срок её службы. Также, в отличие от аналогов, она не растрескивается с течением времени.
Добавление в покрытие пигментов даёт новой краске дополнительное свойство — способность отражать солнечные лучи и рассеивать тепло. Поскольку солнечный свет не поглощается, любая поверхность, покрытая такой краской, не будет нагреваться.
"Когда вы повышаете температуру любого материала, любого устройства, оно начинает стремительно изнашиваться и стареть. Но краска, позволяющая держать поверхность при температуре, близкой к температуре воздуха, предотвратит преждевременное изнашивание материалов", — поясняет Бенкоский.
Авторы разработки изначально хотели сделать новую краску для покрытия морских военных судов, однако теперь стало ясно, что коммерческих применений у новинки может быть больше. В будущем ей можно будет "красить" крыши жилых домов, что позволит поддерживать прохладную температуру в летний сезон и экономить энергию, затрачиваемую на вентилирование помещений.
