超黒の次は超白！光を95.5％を反射する純白の塗料が開発される（米研究）

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　まずは黒の話をしよう。現時点において、世の中でもっとも黒い物質はMITの研究者が2019年に偶然発見したものだ。その光吸収率は99.995%以上で、あのベンタブラックの10倍にも達する。その見た目は、そこにブラックホールがあり、なんだか空間にぽっかり穴が開いたかのようだ（関連記事）。

　競争世界に生きる科学者たちだ。吸収率とくれば反射率、てことで今度は、アメリカ・パデュー大学の研究グループによって、今度は超白い素材が発表された。

　『Cell Reports Physical Science』（10月21日付）に掲載された研究によれば、それは命中した光子の95.5%を反射する超純白の塗料だ。

　このアクリル系塗料で塗られた物体は、直射日光にさらしても温まることなく、冷たいままに保たれる。この性質を利用すれば、建物中の温度管理を効率的に行うことができるそうだ。

放射冷却を助け部屋を涼しく保つ超純白塗料

　夏の間、建物内部の温度を涼しく保つためには空調システムが不可欠だ。

　しかしそうやって室内から屋外へと排出される熱のおかげで、都市部では「ヒートアイランド現象」が発生してしまうし、そもそも空調システムを動かすためにもエネルギーが使われている。そのせいで温暖化が進み、いっそう暑くなるのでは負の連鎖だ。

　そこで空調システムを使わずに建物内部を涼しく保つ「放射冷却」というやり方が考えられる。

　これは建物を温めようとする太陽の熱を反射したり、8～13マイクロメートルという極小の波長の赤外線が大気の中を通りやすい性質を持っているので内部を涼しく保つ受動的な温度管理技術だ。エアコンのようにエネルギーを使うこともないので、時代の要請にそったやり方である。

　現時点では、昼間に理想的な放射冷却を行えるようなシステムはまだ完成していないが、新しく開発されたこのアクリル系超純白塗料ならかなりいい線をいっているようだ。

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光の反射率、なんと95.5%

　超純白塗料は、さまざまな大きさの炭酸カルシウム粒子で構成されており、太陽光に含まれるさまざまな波長を効率的に散乱させることができる。振動共鳴のピークがあり、熱が外側へ反射されるので内部が暖まってしまうことを防ぐ。

　さまざまな天候の下でその冷却性能が試されたところ、光の反射率95.5%と既存の熱遮断塗料のそれ（80～90%程度）を大きく超えていたとのこと。また放射率も0.94と非常に高い。

　超純白塗料を塗った物体は、周辺の温度よりも昼間は1.7度以上、夜なら10度以上低く保たれることが確認されたそうだ。

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新しい超純白塗料（左）と一般的な塗料（右）の温度を比較した赤外線画像

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使い勝手は普通の塗料と同じ

　一方、使い心地は既存の塗料とほとんど同じで、普通に塗れて、普通に乾く。しかも最低でも3週間は耐摩耗性・防水性・屋外耐候性があることも証明されている。

　研究グループによれば、現時点では「最高の放射冷却性能」を持つ塗料であるとのこと。フッ化炭素ベースのポリマーを混ぜてさらに耐候性を高めるアイデアも考案されており、目下、さらに長期間の性能試験を実施している最中であるそうだ。

　なお、今年5月には別の研究グループによって反射率98%という超純白塗料も発表されており、いいライバルになりそうだ（関連記事）。今後は驚きの白さの研究が加速していくのかもしれない。

Full Daytime Sub-ambient Radiative Cooling in Commercial-like Paints with High Figure of Merit: Cell Reports Physical Science
https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(20)30236-8

References:purdue / newatlas/ written by hiroching / edited by parumo

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