Bản in

Khoa học

Thứ Hai, 29/10/2018 14:34

Làm mát tòa nhà bằng lớp phủ polymer

Làm mát tòa nhà bằng lớp phủ polymer

GD&TĐ - Trong các thử nghiệm ở thực địa, các lớp phủ polymer đã cho thấy phản chiếu trên 96% ánh sáng mặt trời rọi vào, giảm đến mức tối thiểu sức nóng. Ngoài ra, vật liệu còn thể hiện một công suất bức xạ nhiệt cao, tỏa ra khoảng 97% sức nóng vào bầu trời.

Ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là tại các quốc gia đang phát triển, máy điều hòa không khí không phổ biến rộng rãi đến mọi tầng lớp dân chúng, hoặc giá cả không rẻ để mua sắm, người dân thường sơn mái nhà với màu trắng để phản chiếu ánh sáng, giữ cho những tòa nhà mát mẻ hơn. Đó là giải pháp được gọi là làm mát bức xạ ban ngày thụ động được áp dụng trong thời gian dài.

Tuy nhiên, vấn đề với sơn trắng truyền thống là nó chứa sắc tố đặc trưng hấp thu tia cực tím và không phản chiếu được các bước sóng mặt trời dài hơn. Để khắc phục, hiện nay, các nhà khoa học sử dụng một loại polymer tổng hợp thành hợp chất sơn mới có thể giúp mang lại hiệu quả cao cho giải pháp trên. Nhưng thách thức là làm thế nào để những polymer bình thường trong suốt này phản chiếu ánh sáng mặt trời mà không cần sử dụng gương bạc làm vật phản chiếu.

Được phát triển bởi một nhóm chuyên gia tại ĐH Columbia, Mỹ, polymer không chứa các sắc tố như sơn trắng mà thay vào đó, hỗn hợp có nó hình thành chất liệu xốp với các túi khí rất nhỏ. Chúng được tạo ra qua một tiến trình, bắt đầu với một dung dịch trong, gồm polymer, dung môi và nước, hình thành hỗn hợp dùng để sơn lên bề mặt, có thể đó là một mái nhà, những bức tường bên ngoài của tòa nhà, một thùng nước hoặc thứ gì khác cần được giữ mát. Khi dung môi bốc hơi, nước tạo thành những giọt nhỏ li ti trong polymer. Cho đến khi nước lần lượt bốc hơi thì những gì còn lại là vô số các khoảng trống siêu nhỏ, làm cho polymer xuất hiện với màu trắng sáng. 

Tất cả các bước sóng của ánh sáng mặt trời phân tán và phản chiếu rất hiệu quả bởi những khoảng trống li ti này, nhờ chỉ số khác nhau về khúc xạ giữa chúng và polymer chung quanh.

Kết quả là, sự mất nhiệt xảy ra nhanh chóng, lớp phủ làm trong nhà mát hơn hơn so với nhiệt độ ngoài trời. Khi được thử nghiệm trong khí hậu sa mạc Arizona, nó mát hơn nhiệt độ ngoài trời 6 độ C và hơn 3 độ C trong khí hậu nhiệt đới của Bangladesh.

Nếu người dùng không muốn “sơn” tất cả mọi thứ màu trắng, các loại thuốc nhuộm màu có thể được thêm vào polymer, phần lớn vẫn giữ được chất lượng phản chiếu. Các nhà khoa học có thể sử dụng nhiều loại polymer để tạo lớp phủ, cho phép các nhà sản xuất tối đa hóa các yếu tố như sinh thái thân thiện và sự tương hợp sinh học.

“Bây giờ là một thời điểm quan trọng để phát triển các giải pháp đầy hứa hẹn cho nhân loại một cách bền vững”, nhà khoa học hàng đầu Yuan Yang, một trong những tác giả của cuộc nghiên cứu nói, “Năm nay, chúng ta đã chứng kiến sóng nhiệt và nhiệt độ kỷ lục ở Bắc Mỹ, châu Âu, châu Á và Australia. Điều quan trọng là chúng tôi đã tìm ra giải pháp cho thách thức về khí hậu này và chúng tôi rất phấn khởi được làm việc về công nghệ mới này”.

Nghiên cứu này được mô tả trong một bài báo gần đây đã được công bố trên tạp chí Science.

Theo Hà Liên
Newatlas