Met wat aanpassingen hebben onderzoekers de vorig jaar groots aangekondigde ‘witste verf ter wereld’ een stuk lichter en dunner gemaakt. En dat biedt mogelijkheden!

Vorig jaar kondigden wetenschappers aan dat ze de witste verf ter wereld hadden gemaakt. De verf reflecteerde maar liefst 98,1 procent van het zonlicht en daarmee ook behoorlijk wat warmte. Sterker nog: uit berekeningen bleek dat wanneer je gebouwen met deze verf beschildert, de airconditioning eigenlijk overbodig wordt! En daarmee is de verf heel veelbelovend. Geen wonder dat velen er interesse in toonden. “Ik ben door velen gecontacteerd,” zo stelt professor Xiulin Ruan, die de verf ontwikkelde. “Van makers van ruimtevaartuigen tot architecten en bedrijven die kleding en schoenen maken. En veelal hadden ze twee vragen: Waar kan ik de verf kopen? En: kun je de verf dunner maken?”

Dikke laag
Die laatste vraag is niet zo gek. Want om 98,1 procent van het zonlicht te kunnen reflecteren met behulp van de witte verf moest deze wel behoorlijk dik worden aangebracht. “Een verflaag van minimaal 400 micrometer dik,” vertelt Ruan. “Dat is geen probleem als je er een stevige structuur – zoals het dak van een gebouw – mee wilt verven.” Maar het wordt anders als je werkt met objecten die je zo licht en/of klein mogelijk wilt houden, zoals bijvoorbeeld auto’s. “Dan moet de verf dunner en lichter zijn.”

Aanpassen
Reden genoeg voor Ruan om terug te keren naar de tekentafel en na te gaan of hij de witste verf op aarde – die inmiddels ook een plekje in het Guinness Book of Records had veroverd – zodanig aan kon passen dat ook een dunner laagje verf voldeed. En in het blad Cell Reports Physical Science is nu te lezen dat dat is gelukt. Ruan en collega’s hebben namelijk een variant van de witste verf op aarde ontwikkeld die slechts met een dikte van 0,15 millimeter hoeft te worden aangebracht om een bijna even groot deel van het zonlicht (zo’n 97,9 procent) te reflecteren.

Een heldenrol is daarbij weggelegd voor zogenoemd hexagonaal boornitride, dat in de verf gebruikt is als pigment. “Hexagonaal boornitride heeft een hoge brekingsindex, wat leidt tot een sterke verstrooiing van zonlicht,” vertelt onderzoeker Andrea Felicelli. “De deeltjes van dit materiaal hebben ook een unieke vorm, die we nanoplaatjes noemen.” En die plaatjes blijken nog veel beter in staat te zijn dan de ronde nanodeeltjes die in andere koelende verven gebruikt worden, om zonlicht te reflecteren.

Lucht
Naast deze nanoplaatjes zijn in de verf ook piepkleine luchtbelletjes te vinden, waardoor de verf – op nanoschaal – heel poreus is. Die lagere dichtheid in combinatie met het feit dat de verf aanzienlijk dunner kan worden aangebracht, zorgt ervoor dat deze veel lichter is dan de witste verf op aarde die Ruan en collega’s vorig jaar presenteerden. Heel concreet is de nieuwe verf zelfs zo’n 80 procent lichter!

Toepassingen
“En dat beperkte gewicht opent de deur naar tal van toepassingen,” stelt onderzoeker George Chiu. “Nu kan deze verf ook gebruikt worden om de buitenzijde van vliegtuigen, auto’s of treinen te koelen. Een vliegtuig dat op een warme zomerdag een hele dag op het asfalt staat, hoeft de airco dan niet meer zo hard te laten werken om het binnen koel te houden en zo worden enorme hoeveelheden energie bespaard.” En ook voor de ruimtevaartindustrie ziet Chiu nu kansen. “Ruimtevaartuigen moeten ook zo licht mogelijk zijn en deze verf kan daarbij helpen.”

Onderzoeker Xiulin Ruan houdt een oppervlak omhoog dat vorig jaar met de witste verf op aarde beschilderd werd en zo’n 98,1 procent van het zonlicht reflecteert. Experimenten wijzen uit dat oppervlakken die met deze verf behandeld zijn op het heetst van de dag zo’n vier graden Celsius koeler zijn dan omringende, onbehandelde oppervlakken. En ‘s nachts kan de verf er zelfs voor zorgen dat oppervlakken tot wel 10 graden Celsius koeler zijn dan andere, onbehandelde oppervlakken. Afbeelding: Purdue University / Jared Pike.

Veel voordelen
Het klinkt geweldig en dat is het ook, zo benadrukt Ruan. “Door deze verf te gebruiken, kunnen we oppervlakken koelen en de behoefte aan airconditioning terugdringen. Dat bespaart niet alleen geld, maar drukt ook het energieverbruik en dus de uitstoot van broeikasgassen. En in tegenstelling tot andere koelmethoden reflecteert deze verf alle hitte terug, diep de ruimte in, waardoor de planeet dus direct wordt gekoeld. Het is geweldig dat een verf dat allemaal kan doen.”

Wie na deze jubeltonen de neiging om naar de bouwmarkt te rennen, bijna niet kan onderdrukken, moeten we teleurstellen. Op dit moment is de verf namelijk nog niet te koop. “We zijn in gesprek om de verf op de markt te brengen,” vertelt Ruan. “Er zijn nog een paar dingen die we moeten doen, maar er zit wel schot in.” Nog even geduld dus!