Phát triển thành công loại sơn siêu trắng, có thể phản xạ tới 95,5% ánh sáng Mặt trời

Các nhà khoa học đã tạo ra một loại sơn siêu trắng và có đặc tính trái ngược với Vantablack, vật chất nhân tạo đen nhất được tạo ra vào năm 2014. Nó có thể hấp thụ đến 99,965% số bức xạ trong quang phổ nhìn thấy được.

Trong khi các vật liệu siêu đen ngày nay có thể hấp thụ hơn 99,96% ánh sáng mặt trời, lớp sơn siêu trắng này có thể phản xạ tới 95,5% tất cả các photon va vào nó.

Thay vì bị nóng lên dưới ánh sáng trực tiếp, các vật thể được sơn bằng vật liệu acrylic mới này vẫn sẽ mát hơn nhiệt độ xung quanh ngay cả khi bị chiếu dưới ánh sáng Mặt trời. Loại vật liệu mới này hứa hẹn sẽ cải thiện hiệu quả năng lượng và kiểm soát nhiệt độ bên trong các tòa nhà.

Các loại sơn phản quang khác hiện có chỉ có thể phản xạ 80 - 90% ánh sáng mặt trời và không thể đạt được nhiệt độ thấp hơn môi trường xung quanh.

Kỹ sư cơ khí Xiulin Ruan tại Đại học Purdue ở Indiana cho biết: "Nhiệm vụ của chúng tôi là phát triển giải pháp làm mát bức xạ bên dưới nhiệt độ môi trường xung quanh, mang lại dạng sơn ma trận hạt một lớp thuận tiện và độ tin cậy cao. Điều này rất quan trọng đối với việc áp dụng rộng rãi phương pháp làm mát bằng bức xạ và giảm bớt hiệu ứng nóng lên toàn cầu."

Vào mùa hè, nhiều tòa nhà hiện đại sử dụng điều hòa không khí để đẩy nhiệt từ bên trong tòa nhà ra bên ngoài. Điều này cùng với nhiệt lượng dư thừa sẽ góp phần biến các thành phố thành "đảo nhiệt" và làm trầm trọng thêm tình trạng ấm lên toàn cầu.

Làm mát bằng bức xạ là một công nghệ thụ động, phản xạ nhiệt từ một tòa nhà ra ngoài không gian nhưng nó khó đạt được hơn rất nhiều so với tạo nhiệt bằng bức xạ.

Kể từ những năm 1970, các nhà khoa học đã cố gắng tìm ra cách phản chiếu đủ ánh sáng mặt trời để làm mát thụ động hiệu quả hơn điều hòa không khí.

Gần đây, một số nhà khoa học thậm chí còn cố gắng ghép các "tấm pin mặt trời ngược" để thu nhiệt lượng tỏa ra và chuyển nó thành năng lượng ngay cả vào ban đêm. Nhưng hiện tại, đây vẫn chỉ là ý tưởng và không rõ liệu những thiết bị như vậy có thực sự hoạt động trong thực tế hay không.

Sơn siêu trắng cho các tòa nhà chung cư và thương mại có thể là một cách tiếp cận khả thi hơn, ít nhất là trong tương lai gần.

Sơn acrylic mới được sản xuất bằng cách sử dụng chất độn canxi cacbonat có nồng độ hạt cao và có nhiều kích thước, có thể tán xạ hiệu quả tất cả các bước sóng của quang phổ mặt trời. Ma trận của sơn cũng có cộng hưởng dao động cực đại, đảm bảo một lượng nhiệt cao phản xạ ra bên ngoài với tốc độ cao hơn nhiều so với các loại sơn làm mát khác..

Trong hai ngày thử nghiệm thực địa ở các địa điểm và trong các điều kiện thời tiết khác nhau, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra khả năng làm mát bức xạ của sơn và phát hiện ra rằng nó có thể phân tán 95,5% ánh sáng mặt trời, duy trì nhiệt độ dưới 10 độ C so với nhiệt độ môi trường vào ban đêm và thấp hơn nhiệt độ môi trường ít nhất 1,7 độ C vào buổi trưa.

So với các bề mặt được phủ cùng độ dày của sơn trắng, các vật thể được phủ bằng sơn cacbonat canxi duy trì nhiệt độ thấp hơn đáng kể.

Hơn nữa, hai loại sơn này đều có khả năng bám dính và khô theo cách giống nhau, đặc biệt là tính năng chống mài mòn, chống thấm nước và có thể chịu được thời tiết ngoài trời trong ít nhất ba tuần. Các thử nghiệm dài hơn hiện đang được tiến hành để kiểm tra độ bền về lâu dài.

Ruan cho biết: "Sơn của chúng tôi tương thích với quy trình sản xuất sơn thương mại và chi phí có thể tương đương hoặc thậm chí thấp hơn. Điều quan trọng là đảm bảo độ tin cậy để sơn có thể sử dụng lâu dài ở ngoài trời".

Nhóm tác giả nghiên cứu khẳng định loại sơn mới đem tới hiệu suất làm mát bức xạ tốt nhất từng được ghi nhận. Họ cũng đề xuất nên kết hợp sơn với các polyme có gốc fluorocarbon để tăng khả năng chống chịu thời tiết tốt hơn.

Các nhà khoa học giải thích: "Nhiều loại sơn trắng thông thường được chế tạo để đảm bảo độ bền nhưng khả năng phản xạ mặt trời của nó sẽ giảm dần theo thời gian. Các vật liệu như chất kết dính dựa trên fluoropolymer có thể nâng cao tuổi thọ và khả năng phản xạ, do đó giảm chi phí trung bình hàng năm".

Tạo ra một lớp sơn có thể phản xạ nhiệt trực tiếp ra ngoài không gian mà không yêu cầu năng lượng đầu vào là một giải pháp ấn tượng nhằm đối phó với với cuộc khủng hoảng khí hậu hiện nay, bởi lẽ con người đang hy sinh nhiên liệu hóa thạch và biến đổi khí hậu chỉ vì phục vụ nhu cầu làm mát của chính mình.

Lớp sơn mới vẫn còn phải trải qua một số thử nghiệm nhưng bằng sáng chế về loại sơn mới đã được nộp. Tên gọi chính thức hiện vẫn chưa được tiết lộ.

Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Cell Reports Physical Science mới đây.

Mai Huyền (Theo Sciencealert)

Đánh giá gần đây
Đọc nhiều nhất Phản hồi nhiều nhất

1 Đây là 6 tập đoàn điện tử lớn nhất thế giới hiện nay

2 11 lý do vì sao nam giới không bao giờ chọn “gái ngoan”

3 10 bí ẩn lớn nhất trong lịch sử có thể không bao giờ được giải đáp

4 Gái ngoan thường "ế", tại sao vậy?

5 Snapdragon 888 ra mắt, demo trên Galaxy S21 cho thấy đánh bại iPhone 12 về tiết kiệm pin 5G

Tin Liên quan
Các tin khác
a
Xem thêm
Góc nhìn VNREVIEW