世界中で気温が上昇し続ける中、エアコンの温度を上げるだけでは長期的な解決策にはならないでしょう。太陽光を効率的に反射して自然な冷却効果を生み出す超白色塗料の開発など、暑さ対策には別の方法が必要になります。パデュー大学のチームは、ついにこの塗料を車両向けに最適化しました。
昨年、パデュー大学で行われている、極めて高い反射率を持つ白色塗料の開発研究についてお伝えしましたが、この研究は実のところ何年もかけて進められてきました。2020年秋、研究チームは光の95.5%を反射できる白色塗料の開発に成功し、そのわずか数か月後の2021年初頭には、最大98.1%の光を反射できる新たな塗料配合で、その記録を塗り替えました。現在市販されている最も白い塗料でさえ、光の反射率は80%から90%程度にとどまっており、これは10%から20%しか吸収していないことを意味します。夏の服装選びで後悔した経験から、暑い日に涼しく過ごすには、光と熱の吸収を抑えることが非常に重要だということは誰もが知っています。
世界で最も白い塗料は、高濃度の硫酸バリウムと様々なサイズの粒子を用いて作られており、太陽光を構成する様々な波長を散乱させ、そのエネルギーの吸収と透過を防ぐように設計されています。現在の配合は建物の屋根や壁の外壁に塗布でき、室内を外気温よりも最大4.5℃低くすることで、空調システムの負荷を軽減できます。しかし、効果的に機能させ、そのレベルの冷却効果を実現するには、塗料を少なくとも0.4ミリメートルの厚さで塗布する必要があります。
そのため、世界で最も白い塗料は、建物などの移動しない構造物には最適ですが、厚い塗料の層による重量増加によって設計や性能が影響を受ける可能性のある乗り物には実用的ではありません。宇宙船メーカーを含む多くの企業がこの材料に関心を寄せているため、研究者たちは新たな配合の開発に着手しました。
物理科学誌「Cell Reports」に最近掲載された論文によると、硫酸バリウムの代わりに「潤滑剤に多く用いられる物質」である六方晶窒化ホウ素を使用することで、わずか0.15mmの厚さで97.9%の太陽光反射率を誇る白色塗料を作製できることが明らかになりました。この新しい配合は多孔質で、従来の硫酸バリウム系塗料に比べて80%軽量でありながら、ほぼ同じ光反射率を実現しています。
つまり、世界一白い塗料の新しい配合により、燃費、性能、そしてデザインに一切の妥協をすることなく、自動車から飛行機、さらには宇宙船まで、あらゆるものに使用できるようになるということです。この新しい配合により、世界一白い塗料は、科学的な好奇心の対象から、幅広い商業用途と利点を持つ製品へと進化しました。ただし、実際に人々が入手できることが前提です。パデュー大学のチームは「現在、商業化に向けて協議中」とだけ発表していますが、「解決すべき問題がいくつかあるものの、進展は見られる」ため、実現にはまだ時間がかかる可能性があります。
