Zašto se tope – da ne kažem tale – ledenjaci? Tope se, kao što se i snijeg topi, zbog Sunčeva zračenja. Klima postaje sve toplija, zbog porasta udjela tog nesretnog CO₂ u zraku, i možda ih, ledenjaka uskoro neće biti. More će se podići i potopiti obalne gradove, prevedru Veneciju i najlipši grad na svitu. No, to je samo jedan dio priče. Drugi dio priče malo je zakučasiji, jer on ulazi u fizički mehanizam taljenja leda.

I evo ga: kvadratni metar leda na našim, srednjim geografskim širinama grije Sunce snagom od 600 W i još 20 W topline dobiva led od strujanja zraka, konvekcijom. To čini 620 W. Kad uzmemo da je latentna toplina taljenja leda 334 kJ/kg, proizlazi da Sunce tali svakog sata   6,7 kg leda na površini od jednog kvadratnog metra ili da smanjuje debljinu ledenjaka za oko 7 milimetara na sat.

I to bi tako bilo da se led ne hladi. Jedan od oblika hlađenja je emisija infracrvenog zračenja, 46 W/m². Drugim riječima, led se na suncu grije snagom od 574, a ne 620 vata. Jasno je: kad bi se nekako dalo pospješiti hlađenje leda, led se ne bi tako brzo grijao, ni tako brzo talio – što ne bi utjecalo samo na klimu našeg planeta. Čak se 11 % električne energije, proizvedene na svijetu, troši na hlađenje hrane, što znači da su za 2,5 % emisije ugljikova dioksida krivi frižideri i škrinje za zamrzavanje. To nas ne bi trebalo previše čuditi jer sve više jedemo zamrznutu hranu: 40 % proizvedene hrane se zamrzava, a to čini 400 milijuna tona godišnje.

Mnogi se time bave, mnogi pokušavaju pronaći postupak kojim bi zaštitili led od taljenja, no rješenje problema daleko je od jednostavnosti. Nije ga naime dovoljno riješiti samo fizički nego i ekonomski, jer toplinska zaštita leda mora biti jeftina. I upravo su to napravili kineski znanstvenici u radu „Protecting ice from melting under sunlight via radiative cooling (Zaštita leda od taljenja na suncu radijacijskim hlađenjem)“ što je nedavno osvanuo u časopisu Science. I kao u dobrom krimiću, čitatelj iz naslova ne može vidjeti o čemu se zapravo radi, što su znanstvenici napravili da se led ne pretvori u vodu. No to je tako samo dok se ne pročita sažetak – i ono poslije sažetka.

Ukratko, i da ne držim čitatelja dalje u neizvjesnosti, riječ je o foliji od acetilceluloze ili celulaznog acetata (CA), materijala poznatog još od 19. stoljeća, no tako pripremljenog da obiluje porama od 0,5 do 3,5 µm (hierarchically designed CA film). Celuloza je, zbog mnoštva hidroksilnih skupina (-OH), u kemijskim smislu polivalentni alkohol, a od svakog se alkohola, reakcijom s kiselinom, može prirediti ester. Osim što je čvrsta, što se lako proizvodi (od drva) i u prirodi lako razgrađuje, na nov način priređena CA je šupljikav materijal, što je čini dobrim izolatorom topline koji usto dobro reflektira svjetlost. No najvažnije je da celulozni acetat emitira širi raspon frekvencija infracrvenog zračenja od leda, pa stoga i bolje hladi od njega. U molekuli CA ima mnogo više kemijskih veza nego u molekuli vode (koja ima samo dvije veze, veze O-H). Emisija infracrvenog zračenja povezana je naime s vibracijama atoma u molekuli. Svaka veza u molekuli vibrira svojom frekvencijom, koja je opet jednaka frekvenciji emitiranog zračenja. Toliko o kemiji (i fizici).

U praktičnom pak smislu folija od celuoznog acetata povećava radijacijsko hlađenje leda izloženog suncu na 110 W/m². Kada se tome pribroji refleksija i toplinska izolacija, proizlazi da se hrana omotana novom folijom, ostavljena izvan kuće, grije snagom od samo 1 W/m². (Za usporedbu, hrana omotana aluminijskom folijom grije se snagom od 137 W/m²). To znači da će zamrznuta hrana izvađena iz frižidera ostati smrznuta 3,7 sati ako je umotana u bijeli papir, 3,8 sati ako je umotana u aluminijsku foliju, a 5,5 sati ako se nalazi u novoj foliji napravljenoj od starog materijala – no obrađenog na nov način – celuloznog acetata.

Autori spomenutog rada otišli su dalje od vrećica i torbica za nošenje i čuvanje smrznute hrane: pokusom su pokazali da se snijeg pokriven njihovom folijom tali upola sporije od nepokrivenog snijega. Ili još bolji eksperiment. Pokrili su površinu ledenjaka te nakon 20 dana pogledali što se dogodilo. Površina pokrivenog dijela ledenjaka bila je 70 cm viša od površine nepokrivenog. Rješenje za globalno zatopljenje? Do toga je još daleko, ali zasad se možemo zadovoljiti sladoledom za koji nam neće trebati ledenica. Bolje sladoled u ruci nego led u gori.

Nenad Raos je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, sada u mirovini. Autor je i koautor više od stotinu znanstvenih i stručnih radova iz područja bioanorganske i teorijske kemije, molekularnog modeliranja te povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Sada piše za Čovjek i svemir te, naravno, Bug online. Sedam je godina bio glavni i tehnički urednik časopisa Priroda, a danas je urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Koautor je dva sveučilišna udžbenika i autor 13 znanstveno-popularnih knjiga. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.