نجح فريق بحثي دولي في تطوير واختبار طلاء أبيض جديد يُسمى CCP-30، والذي أظهر أداءً متميزًا في مجال حماية المباني وتوفير الطاقة، مقدمًا حلًا مبتكرًا لمشكلة تبريد المباني في ظل الاحتباس الحراري.

تمثل أنظمة التبريد حوالي 20% من استهلاك الكهرباء العالمي. مع زيادة انبعاثات الغازات الدفيئة، ترتفع درجات الحرارة في المدن الكبرى بشكل ملحوظ مقارنة بالضواحي. تمتص الخرسانة والأسفلت الطاقة الشمسية وتطلق الحرارة باستمرار، بينما تُفاقم الحرارة الناتجة عن محركات السيارات، المصانع، وأنظمة التكييف الوضع. لمواجهة هذا الارتفاع في درجات الحرارة، يستكشف العلماء طرق تبريد سلبية تعتمد على آليات التوصيل، الإشعاع، أو الحمل الحراري دون الحاجة إلى أجهزة استهلاك الطاقة.

تقليديًا، تُركز الدهانات التجارية على التبريد الإشعاعي فقط (عكس أشعة الشمس وإطلاق الحرارة إلى البيئة)، لكن أداءها ضعيف في المناطق ذات الرطوبة العالية، حيث تمتص بخار الماء الإشعاع وتحبس الحرارة بالقرب من سطح الأرض، مما يرفع درجة حرارة الهواء حول المباني.

اقترح باحثون من سنغافورة، الصين، والمملكة العربية السعودية في دراسة نُشرت في مجلة Science حلاً فعالًا يجمع بين التبريد الإشعاعي والتبريد بالتبخر. تم تطوير طلاء CCP-30 بناءً على هذا المبدأ.

عندما يواجه الطلاء السماء، يعمل نظام التبريد الإشعاعي، حيث تُشع الحرارة الممتصة من المبنى على شكل موجات تحت الحمراء إلى الفضاء عبر "نافذة شفافة في الغلاف الجوي" دون أن يتم امتصاصها. بالنسبة لجدران المبنى الجانبية، يعمل طلاء CCP-30 بطريقة فريدة، حيث يمتص الماء من الأمطار والرطوبة الجوية، ثم يتبخر تدريجيًا مثل جلد الإنسان، مما يقلل من درجة حرارة السطح.

يتكون الهيكل المسامي غير القابل للتمدد للطلاء من CSH gel (سيليكات الكالسيوم)، وهو أساس قوة ومتانة الإسمنت. أضاف الباحثون بوليمرات وأملاح ماصة للرطوبة إلى خليط الإسمنت الهلامي، مع إضافة نانوية للحفاظ على الرطوبة ومنع التشقق.

أجرى العلماء سلسلة من التجارب لتقييم أداء طلاء CCP-30. تم اختبار ثلاثة منازل متطابقة (50 × 40 × 70 سم) مبنية من كتل خرسانية صناعية بسمك 10 سم. طُلي أحد المنازل بطلاء CCP-30، والثاني بطلاء تجاري ذي خصائص تبريد، والثالث بطلاء أبيض عادي. خلال التجربة، سجل المنزل المطلي بـ CCP-30 أقل درجة حرارة داخلية، أقل بحوالي 4.5 درجة مئوية من المنازل الأخرى، كما حافظت جدرانه الجانبية على درجة حرارة منخفضة بفضل التبريد بالتبخر.

لتقييم توفير الطاقة، طُبق الطلاء على منازل خرسانية مزودة بمكيفات هواء وعدادات كهرباء. خلال ثلاثة أيام من الاختبار، في الطقس المشمس أو الممطر (عالي الرطوبة)، وفر طلاء CCP-30 من 30% إلى 40% من استهلاك طاقة التكييف مقارنة بالدهانات الأخرى. أكدت اختبارات شهرية واختبارات بعد عامين نفس النتائج، حيث وفر الطلاء ما يصل إلى 40% من الكهرباء.

كما أظهرت الاختبارات أن طلاء CCP-30 يعكس 88% إلى 92% من أشعة الشمس، ويطلق 95% من الحرارة على شكل إشعاع تحت الأحمر، ويحتفظ بحوالي 30% من وزنه في الماء. يتفوق أداؤه الوقائي على الدهانات العادية بعشرة أضعاف، ويقلل استهلاك الطاقة بنسبة 30% إلى 40%، ويخفض البصمة الكربونية بنسبة 28%.

يوفر طلاء CCP-30، الذي طوره الفريق الدولي، وسيلة فعالة لتبريد المباني وتوفير الطاقة، ومن المتوقع أن يحظى بتطبيقات واسعة عالميًا، مما يدعم الاستدامة في قطاع البناء.