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A tinta mais branca e fria do mundo

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Podemos não saber qual sabão em pó lava mais branco. Mas quanto à tinta mais branca, temos uma vencedora!    N os idos anos 1990 foi célebr...

Podemos não saber qual sabão em pó lava mais branco. Mas quanto à tinta mais branca, temos uma vencedora! 

 Nos idos anos 1990 foi célebre a disputa publicitária entre o sabão em pó Omo e o extinto Quanto. Na verdade, uma brilhante jogada de marketing da W/Brasil que catapultou um produto estreante e desconhecido ao segundo lugar no marketshare apenas desafiando a marca líder. Mas o que ficou para o brasileiro é que havia uma verdadeira obsessão pela roupa mais branca e que essa seria a medida do sabão de maior qualidade. Hoje, essa busca pelo branco mais branco assume outra conotação, após a recente notícia publicada pela Purdue University. 

Isso porque o alvo dessa busca pela supremacia branca não é motivada por questões higiênicas ou estéticas. Essa alvejante pesquisa tem um claro propósito climático. Isso porque uma tinta mais branca também significa uma tinta mais fria. E a possibilidade de refletir o máximo de luz possível (lembremos que a luz branca é obtida com a mistura de todas as cores do espectro visível) poderia reduzir o uso do ar-condicionado. 

 Com essa meta em mente a equipe do professor Xiulin Ruan apresentou uma tinta ultrabranca, em outubro de 2020, que ultrapassou os limites de quão branca uma tinta poderia ser. Sua tinta ultra-white conseguia refletir 95,5%, uma quantidade consideravelmente maior do que as tintas brancas comerciais que refletem de 80% a 90%. Na composição de seu pigmento estava minúsculas partículas, muitas vezes menores que um fio de cabelo, de carbonato de cálcio (CaCO3). Material extremamente abundante e que pode ser encontrado em conchas, calcário e giz. Uma superfície coberta com essa tinta de 2020 poderia ficar até 10ºC mais frias.

Comparativo de absorção/emissão de luz e
temperatura da tinta de CaCO3 vista por luz infravermelha.

Ainda assim eles superaram o próprio recorde. A nova tinta não só é mais branca, mas também pode manter as superfícies mais frias do que a formulação que os pesquisadores haviam demonstrado anteriormente. 
“Se você usasse essa tinta para cobrir uma área de telhado de cerca de 1.000 pés quadrados, estimamos que você poderia obter uma potência de resfriamento de 10 quilowatts. Isso é mais poderoso do que os condicionadores de ar centrais usados pela maioria das casas .”
Xiulin Ruan. Professor de engenharia mecânica da Purdue.
A nova formulação de tinta mais branca reflete até 98,1% da luz solar e envia o calor infravermelho para longe de uma superfície ao mesmo tempo. Os pesquisadores acreditam que este branco pode ser o equivalente mais próximo do preto mais preto, o chamado “Vantablack”, que absorve até 99,9% da luz visível.  A tinta branca comercial típica não podem tornar as superfícies mais frias do que o ambiente e fica mais quente em vez de mais fria.

Duas características conferem à tinta essa brancura extrema: 

❶ A primeira é a concentração muito alta da tinta de um composto químico chamado sulfato de bário (BaSO4), que também é usado para tornar brancos os papéis fotográficos e cosméticos. 
“Analisamos vários produtos comerciais, basicamente qualquer coisa branca. Descobrimos que usando sulfato de bário, você pode teoricamente tornar as coisas muito, muito reflexivas, o que significa que elas são muito, muito brancas.”
Xiangyu Li. Pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, que trabalhou neste projeto como Ph.D. em Purdue.
❷ A segunda característica é que as partículas de sulfato de bário são todas de tamanhos diferentes na tinta. O quanto cada partícula espalha a luz depende de seu tamanho, portanto, uma gama mais ampla de tamanhos de partícula permite que a tinta espalhe mais do espectro de luz do sol. 
“Uma alta concentração de partículas que também são de tamanhos diferentes dá à tinta a mais ampla dispersão espectral, o que contribui para a mais alta refletância.”
Joseph Peoples. Ph.D. em Purdue. Estudante de engenharia mecânica.
Há um pouco de espaço para deixar a tinta mais branca, mas não muito sem comprometer a pintura.
“Embora uma concentração de partículas mais alta seja melhor para fazer algo branco, você não pode aumentar muito a concentração. Quanto maior a concentração, mais fácil é para a tinta quebrar ou descascar.”
Xiangyu Li
Como a tinta mais branca também é a mais fria, a brancura da tinta também significa que ela é a mais fria já registrada. Usando equipamentos de leitura de temperatura de alta precisão chamados termopares, os pesquisadores demonstraram ao ar livre que a tinta pode manter as superfícies 10,5ºC mais frias do que o ambiente à noite. 

Imagem infravermelha mostra como a tinta branca mais branca (o quadrado roxo escuro no meio) realmente resfria
a placa abaixo da temperatura ambiente, algo que nem mesmo as tintas comerciais de “rejeição de calor” fazem.
(Purdue University / Joseph Peoples)

Ele também pode resfriar superfícies 4,4ºC abaixo de seus arredores sob forte luz do sol durante o meio-dia. Sua refletância solar é tão eficaz que funcionou até no meio do inverno. Durante um teste externo com uma temperatura ambiente de 6ºC, a tinta ainda conseguiu diminuir a temperatura da amostra em 10ºC

Esta tinta ultrabranca é o resultado de seis anos de pesquisa desenvolvida em tentativas que remontam à década de 1970 para desenvolver tinta de resfriamento radiativa como uma alternativa viável aos condicionadores de ar tradicionais. O laboratório de Ruan considerou mais de 100 materiais diferentes, reduziu-os a 10 e testou cerca de 50 formulações diferentes para cada material. 

Demonstração aponta que a nova tinta branca espalha
tão bem quanto uma tinta convencional (quadro retirado de vídeo demonstrativo).

Os pesquisadores mostraram em seu estudo que, assim como a tinta comercial, a tinta à base de sulfato de bário pode potencialmente lidar com as condições externas. A técnica que os pesquisadores usaram para criar a tinta também é compatível com o processo de fabricação de tintas comerciais.

O artigo de pesquisa da equipe (em inglês) mostrando como a pintura funciona foi publicada na revista ACS Applied Materials & Interfaces.

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