Dari tundra es hingga awan yang mengepul, warna putih muncul berulang kali di palet planet kita. Warna ini memberikan cara alami bagi cahaya dari matahari untuk dipantulkan kembali dari permukaan bumi dan ke luar angkasa. Efek ini – dikenal sebagai planet albedo – memiliki dampak besar pada suhu global rata-rata.

Bayangkan sebuah dunia yang seluruhnya tertutup lautan. Meskipun gagasan itu mungkin membangkitkan rasa kesejukan yang menyegarkan, tidak adanya area putih reflektif sebenarnya akan membuat suhu permukaan rata-rata bumi meningkat hampir 30 º C: dua kali lipat suhu rata-rata saat ini 15 º C.

Penurunan berkelanjutan di planet kita es dan salju cakupan wilayah, selain sebagai konsekuensi dari perubahan iklim yang disebabkan oleh aktivitas manusia, juga mendorong peningkatan suhu permukaan. Model skenario terburuk memperkirakan bahwa – jika CO? emisi tidak berkurang secara drastis pada tahun 2050 – suhu rata-rata pada tahun 2100 mungkin akan berkurang 1.5 º C lebih hangat daripada hari ini, sebagian berkat reflektifitas Bumi yang berkurang. Warna dunia kita memainkan peran penting dalam menentukan masa depannya.

Bangunan putih terkenal di pulau-pulau seperti Santorini, Yunani, tidak hanya untuk pertunjukan: manusia telah menggunakan pengetahuan bahwa warna putih memantulkan panas paling baik selama ratusan tahun. Secara tradisional, jenis cat putih disebut gips, mengandung kalsium sulfat (CaSO?), digunakan untuk menutupi bangunan tersebut. Yang baru belajar menunjukkan bahwa cat alternatif yang mengandung barium sulfat (BaSO?) bisa lebih efektif dalam memantulkan radiasi matahari yang menghantam bangunan kembali ke luar angkasa.

Dinding dan atap sering dicat dengan gipsum di Yunani. Judithscharnowski/Pixabay, CC BY

Kunci efektivitas cat berbasis barium sulfat baru ini adalah nanopartikel yang dikandungnya yang memantulkan energi matahari pada efisiensi yang relatif tinggi dan pada panjang gelombang inframerah spesifik 0.008mm-0.013mm. Panjang gelombang ini cocok dengan bagian atmosfer yang sangat transparan, yang dikenal sebagai "jendela langit".

Itu berarti lebih banyak energi matahari yang dipantulkan dapat memantul kembali melalui "jendela" ini ke ruang angkasa alih-alih tetap terperangkap di atmosfer bumi dan berkontribusi pada pemanasan global. Menurut penulis studi, ketika radiasi matahari menyinari cat barium sulfat, hampir 10% radiasi dipantulkan pada panjang gelombang ini.

Menerapkan jenis cat ini pada bangunan di daerah beriklim hangat akan membantu menjaga bangunan tetap dingin – tantangan besar terutama di daerah perkotaan, di mana kepadatan orang dan bangunan dapat mendorong suhu ke ketinggian yang tak tertahankan selama bulan-bulan musim panas.

Studi ini menunjukkan bagaimana pengecatan gedung dengan cat barium sulfat dapat menurunkan suhu di dalam gedung sebesar 4.5ºC dibandingkan dengan suhu udara di luar. Teknologi ini memiliki potensi untuk secara signifikan menurunkan biaya bangunan pendingin dengan mengurangi ketergantungan pada AC.

Di AS, atap putih Walmart membantu mengurangi penggunaan energi di toko super. Walmart / Flickr, CC BY-SA

Namun, cat yang lebih putih dari putih ini memiliki sisi yang lebih gelap. Energi yang dibutuhkan untuk menggali bijih barit mentah untuk memproduksi dan memproses barium sulfit yang membentuk hampir 60% dari cat berarti memiliki jejak karbon. Dan menggunakan cat secara luas akan berarti peningkatan yang dramatis di pertambangan dari barium.

Trik pendinginan alam

Cat berbasis barium sulfit hanyalah salah satu cara untuk meningkatkan reflektifitas bangunan. Saya telah menghabiskan beberapa tahun terakhir meneliti warna putih di alam, dari permukaan putih hingga hewan putih. Bulu hewan, bulu, dan sayap kupu-kupu memberikan contoh berbeda tentang bagaimana alam mengatur suhu dalam suatu struktur. Meniru teknik alami ini dapat membantu menjaga kota kita tetap sejuk dengan biaya lingkungan yang lebih rendah.

Sayap satu dengan kuat kumbang putih spesies yang disebut Stigma Lepidiota tampil putih mencolok berkat struktur nano dalam skala mereka, yang sangat baik dalam menghamburkan cahaya yang masuk. Sifat hamburan cahaya alami ini dapat digunakan untuk mendesain cat yang lebih baik: misalnya, dengan menggunakan plastik daur ulang untuk membuat cat putih yang mengandung struktur nano serupa dengan jejak karbon yang jauh lebih rendah. Ketika datang untuk mengambil inspirasi dari alam, langit adalah batasnya.