Tại sao 96 triệu quả bóng “cứu hạn” lại có màu đen mà không phải trắng?

Los Angeles đã thực thi nhiệm vụ “cứu hạn” bằng 96 triệu quả bóng nhựa màu đen. Nhưng tại sao lại là màu đen, vốn là màu hút nhiệt chứ không phải màu trắng, có khả năng phản xạ ánh sáng?

Đến đây thì chúng ta nên lục lại kiến thức cơ bản một chút. Khi đi trong những ngày nắng nóng, nếu mặc áo sơ mi tối màu bạn sẽ thấy nóng hơn nhiều so với việc mặc áo sáng màu. Đó là bởi vì màu sáng sẽ phản xạ ánh sáng còn màu tối thì hấp thụ ánh sáng. Do vậy nhiều người đã đặt câu hỏi tại sao những quả bóng cứu hạn này là có màu đen mà không phải màu trắng. Rõ ràng màu đen sẽ nóng hơn mà?

Thực chất, nhiệm vụ của chúng không phải để giảm nhiệt độ. Những quả bóng này được phủ đen bằng một lớp carbon đen, an toàn khi tiếp xúc với nước uống và khả năng phản xạ ánh sáng gần như bằng 0. Tác dụng của màu đen trong trường hợp này là để cung cấp bóng râm chứ không phải ngăn cản nước bốc hơi.

Những quả bóng này sẽ tạo ra bóng râm và ngăn chặn ánh nắng mặt trời, do vậy tia cực tím không thể tạo ra phản ứng xúc tác hóa học nguy hiểm. Điển hình nhất đó là khi clo (chất diệt khuẩn) phản ứng với bromua (chất có trong nước ngầm tự nhiên) để tạo thành bromat (chất độc hại, có khả năng gây ung thư) với chất xúc tác chính là tia cực tím. Vì khả năng phản xạ ánh sáng gần như bằng 0 nên ánh sáng mặt trời sẽ bị hấp thụ bởi quả bóng mà không phản xạ và phân tán. Những quả bóng đen sẽ thực sự tạo ra bóng râm và ngăn cản ánh sáng mặt trời tiếp xúc với nước trong khi màu sáng sẽ cho phép ánh sáng mặt trời xuyên qua, tiếp xúc với nước.

Carbon đen là carbon gần như tinh khiết, sản xuất bằng cách đốt hydrocarbon trong môi trường kém khí. Nó chủ yếu được sử dụng trong chế tạo cao su (ví dụ như lốp xe) nhưng chỉ 9% được sử dụng làm thuốc nhuộm trong công nghiệp và mỹ thuật. Carbon đen có thể gây hại cho sức khỏe khi hít vào dưới dạng bột nhưng khi làm thuốc nhuộm thì lại rất an toàn. Thuốc nhuộm carbon đen được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực đóng gói đồ ăn và đạt chuẩn NSF/ANSI 61, tức là an toàn khi tiếp xúc với nước uống. Vì vậy, màu đen trên những quả bóng này hoàn toàn không gây hại gì cho nguồn nước.

Trong một cuộc phỏng vấn với Mashable, phát ngôn viên của công ty sản xuất quả bóng này, XavierC giải thích: “Sau hàng thập kỷ thử nghiệm, chúng tôi nhận thấy màu đen có khả năng bảo vệ tốt nhất”.

Màu đen còn giúp quả bóng tồn tại lâu hơn. Tia cực tím, thành phần trong ánh nắng mặt trời có thể khiến chúng ta bị “cháy nắng” còn có một tác dụng khác: phá hủy nhựa. Đây là vấn đề quan trọng vì tuổi thọ của quả bóng càng giảm thì chi phí thay thế sẽ gia tăng. Carbon đen phủ trên quả bóng sẽ ngăn tốc độ phá hủy của tia cực tím, gia tăng tuổi thọ cho chúng.

Một tác dụng khác tuy không quá quan trọng nhưng cũng cần đề cập đó là: Những quả bóng màu đen sẽ gia tăng nhiệt độ nhanh hơn bóng màu trắng khiến cho khu vực nước cần được lưu giữ cũng sẽ gia tăng nhiệt độ nhanh hơn. Thật ra vấn đề này lại có mặt tốt.

Ánh nắng mặt trời làm nóng những hồ chứa nước không được che chắn không chỉ bởi nó chiếu trực tiếp vào từng phân tử nước mà ánh nắng còn làm nóng đáy hồ, truyền nhiệt cho nước. Nước ấm sẽ nổi lên và nước mát hơn sẽ lại chìm xuống để rồi tiếp tục bị làm nóng. Trong những khu vực hồ chứa nước được che phủ bởi hàng triệu quả bóng thì khác. Mặt trời chỉ có thể làm nóng bề mặt của những quả bóng. Nước vẫn sẽ nóng lên thông qua sự truyền dẫn nhưng sẽ luôn nóng ở phần trên thay vì luân phiên nóng từ dưới lên trên như đã đề cập. Điều này sẽ góp phần làm giảm lượng nhiệt luân chuyển.

Lợi ích cuối cùng của màu đen đó là những quả bóng đen sẽ nóng nhanh hơn những quả bóng trắng nhưng đồng thời, nó cũng nhanh “nguội” hơn.