สีขาวสะท้อนความร้อนของเพอร์ดูทำงานอย่างไร

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

กลางแดดจัด หลังคามักเป็นจุดที่รับความร้อนเต็ม ๆ จนห้องชั้นบนอบอ้าว แม้เปิดพัดลมหรือแอร์แล้วก็ยังรู้สึกว่าผนังและฝ้าเพดานคายความร้อนอยู่ตลอด นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเพอร์ดูจึงพยายามแก้ปัญหานี้ด้วยสิ่งที่ดูธรรมดามากอย่าง “สีทาบ้าน”

ทีมวิจัยเปิดตัวสีขาวสูตรหนึ่งในปี 2021 ซึ่งสะท้อนแสงอาทิตย์ได้สูงถึง 98.1% เป้าหมายไม่ได้อยู่ที่ทำให้สีดูขาวสะอาดขึ้นเท่านั้น แต่คือทำให้พื้นผิวรับพลังงานจากดวงอาทิตย์ให้น้อยที่สุด และปล่อยความร้อนออกสู่ท้องฟ้าได้ดีขึ้น

ขาวกว่า เพราะอนุภาคไม่เท่ากัน

ส่วนผสมสำคัญคือแบเรียมซัลเฟต หรือ barium sulfate ในความเข้มข้นสูง อนุภาคในสีไม่ได้มีขนาดเดียวกัน แต่กระจายหลายขนาดเพื่อช่วยกระเจิงแสงในช่วงความยาวคลื่นที่กว้างขึ้น จึงสะท้อนแสงอาทิตย์กลับออกไปได้มาก

สีขาวเชิงพาณิชย์ที่ออกแบบมาเพื่อลดความร้อน มักสะท้อนแสงได้ราว 80–90% และยังร้อนกว่าอากาศโดยรอบได้อยู่ ต่างจากสีในงานวิจัยนี้ที่ออกแบบให้สะท้อนทั้งพลังงานจากแสงอาทิตย์ และแผ่รังสีความร้อนอินฟราเรดออกผ่านชั้นบรรยากาศ

ผลทดสอบไม่ได้แค่ “ร้อนน้อยลง”

การทดสอบกลางแจ้งของเพอร์ดูพบว่า ฟิล์มแบเรียมซัลเฟตทำให้อุณหภูมิพื้นผิวต่ำกว่าอากาศรอบข้างได้มากกว่า 4.5 องศาเซลเซียส ส่วนสีอะคริลิกแบเรียมซัลเฟตให้สมรรถนะใกล้เคียงกัน ภายใต้แดดแรงช่วงเที่ยง ทีมวิจัยรายงานว่าตัวอย่างสีสามารถเย็นกว่าอากาศรอบข้างได้ 8 องศาฟาเรนไฮต์ หรือประมาณ 4.4 องศาเซลเซียส

นี่คือหลักการที่เรียกว่า radiative cooling หรือการทำความเย็นด้วยการแผ่รังสี ไม่ต้องใช้ไฟฟ้าเพื่อสร้างความเย็นโดยตรง แต่ลดพลังงานความร้อนที่จะเข้าสู่อาคารตั้งแต่ต้นทาง

ช่วยแอร์ได้ แต่ยังไม่ใช่เหตุผลให้ปิดแอร์ทันที

เพอร์ดูประเมินว่า หากใช้สีนี้เคลือบพื้นที่หลังคาราว 1,000 ตารางฟุต อาจให้กำลังการทำความเย็นได้ประมาณ 10 กิโลวัตต์ ซึ่งมากกว่ากำลังของเครื่องปรับอากาศส่วนกลางในบ้านหลายหลัง ตัวเลขนี้เป็นค่าประเมินจากงานวิจัย ไม่ได้หมายความว่าบ้านทุกหลังจะเลิกใช้แอร์ได้ทันที

ผลจริงยังขึ้นกับวัสดุหลังคา ฉนวน ทิศทางแดด การระบายอากาศ ความชื้น ขนาดอาคาร และวิธีทาสี การลดภาระของแอร์จึงเป็นคำอธิบายที่ตรงกว่า “ทาแล้วไม่ต้องเปิดแอร์”

จากแผ่นทดสอบสู่หลังคาจริง

สีสูตรนี้มีข้อดีตรงที่เป็นชั้นเคลือบชั้นเดียว และทีมวิจัยระบุว่ากระบวนการผลิตเข้ากันได้กับการผลิตสีเชิงพาณิชย์ แต่การเพิ่มปริมาณอนุภาคมากเกินไปอาจทำให้สีเปราะหรือหลุดล่อนได้ จึงยังมีโจทย์เรื่องความทนทาน ต้นทุน และการใช้งานระยะยาวก่อนจะขยายสู่ตลาดกว้าง

ประเด็นสำคัญของนวัตกรรมนี้ไม่ใช่การหาสีที่ขาวที่สุดเพียงอย่างเดียว แต่คือการเปลี่ยนหลังคาจากจุดสะสมความร้อน ให้กลายเป็นส่วนหนึ่งที่ช่วยลดภาระการทำความเย็นของเมืองได้ หากพัฒนาให้ใช้งานจริงในราคาที่เข้าถึงได้