Thế Việt
Writer
Các nhà khoa học tại Singapore đã phát triển một loại sơn mới có khả năng "đổ mồ hôi" để làm mát các tòa nhà một cách thụ động, hứa hẹn sẽ là một giải pháp đột phá giúp giảm đáng kể việc sử dụng điều hòa và chống lại hiệu ứng đảo nhiệt tại các đô thị đông đúc.
Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học vật liệu từ Đại học Công nghệ Nanyang đã nghiên cứu và phát triển một loại sơn hoàn toàn mới, lấy cảm hứng từ chính cơ chế làm mát của cơ thể con người.
Tuy nhiên, điểm đột phá nhất nằm ở cơ chế thứ ba: làm mát bay hơi. Sơn có cấu trúc xốp đặc biệt, cho phép nó giữ nước và giải phóng từ từ, tương tự như cách cơ thể tiết mồ hôi để hạ nhiệt. Các hạt nano được thêm vào giúp tăng cường độ phản xạ và độ bền, giúp sơn giữ được màu trắng theo thời gian, trong khi một lượng nhỏ polymer và muối có tác dụng giữ ẩm và ngăn ngừa nứt nẻ.
Kết quả cho thấy, trong khi hai loại sơn đầu tiên bị ngả vàng dưới tác động của thời tiết, loại sơn mới vẫn giữ nguyên được màu trắng tinh, duy trì khả năng phản xạ cao. Quan trọng hơn, ngôi nhà được phủ loại sơn mới đã sử dụng ít hơn từ 30-40% điện năng cho điều hòa không khí so với những ngôi nhà còn lại. Đây là một con số cực kỳ ấn tượng, cho thấy tiềm năng to lớn trong việc tiết kiệm năng lượng.
Không giống như máy điều hòa không khí tiêu thụ điện và thải khí nóng trực tiếp ra môi trường xung quanh, loại sơn này giúp làm mát mà không làm nóng thêm môi trường địa phương. Bằng cách này, nó không chỉ giúp tiết kiệm điện cho từng hộ gia đình mà còn góp phần giảm bớt gánh nặng nhiệt cho toàn bộ khu vực đô thị. Đây được xem là một giải pháp đầy hứa hẹn cho các thành phố đang phải đối mặt với thách thức của biến đổi khí hậu và đô thị hóa.
Vượt qua giới hạn của công nghệ làm mát truyền thống
Tại các vùng có khí hậu nóng ẩm như Singapore, việc làm mát các tòa nhà là một thách thức lớn. Các phương pháp làm mát thụ động phổ biến, như sơn phản quang sử dụng công nghệ làm mát bức xạ, thường kém hiệu quả. Nguyên nhân là do hơi nước trong không khí giữ lại nhiệt ở gần bề mặt, ngăn không cho nhiệt thoát ra ngoài không gian, khiến các tòa nhà vẫn nóng bức. Đây cũng là một trong những yếu tố góp phần gây ra hiệu ứng đảo nhiệt đô thị, khiến các thành phố luôn nóng hơn khu vực xung quanh.Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học vật liệu từ Đại học Công nghệ Nanyang đã nghiên cứu và phát triển một loại sơn hoàn toàn mới, lấy cảm hứng từ chính cơ chế làm mát của cơ thể con người.
Cơ chế làm mát "3 trong 1" độc đáo
Loại sơn gốc xi măng mới này kết hợp cùng lúc ba phương pháp làm mát để đạt hiệu quả tối đa. Thứ nhất, nó phản xạ từ 88-92% ánh sáng Mặt Trời. Thứ hai, nó có khả năng phát ra tới 95% lượng nhiệt mà nó hấp thụ dưới dạng bức xạ hồng ngoại vô hình, giúp nhiệt thoát ra ngoài khí quyển.Tuy nhiên, điểm đột phá nhất nằm ở cơ chế thứ ba: làm mát bay hơi. Sơn có cấu trúc xốp đặc biệt, cho phép nó giữ nước và giải phóng từ từ, tương tự như cách cơ thể tiết mồ hôi để hạ nhiệt. Các hạt nano được thêm vào giúp tăng cường độ phản xạ và độ bền, giúp sơn giữ được màu trắng theo thời gian, trong khi một lượng nhỏ polymer và muối có tác dụng giữ ẩm và ngăn ngừa nứt nẻ.
Hiệu quả được chứng minh qua thử nghiệm thực tế
Để chứng minh hiệu quả, nhóm nghiên cứu đã tiến hành một thử nghiệm kéo dài hai năm tại Singapore. Họ sơn ba ngôi nhà nhỏ với ba loại sơn khác nhau: sơn trắng thông thường, sơn làm mát thương mại chỉ dùng công nghệ bức xạ, và loại sơn "đổ mồ hôi" mới.Kết quả cho thấy, trong khi hai loại sơn đầu tiên bị ngả vàng dưới tác động của thời tiết, loại sơn mới vẫn giữ nguyên được màu trắng tinh, duy trì khả năng phản xạ cao. Quan trọng hơn, ngôi nhà được phủ loại sơn mới đã sử dụng ít hơn từ 30-40% điện năng cho điều hòa không khí so với những ngôi nhà còn lại. Đây là một con số cực kỳ ấn tượng, cho thấy tiềm năng to lớn trong việc tiết kiệm năng lượng.
Giải pháp cho các đô thị tương lai
Theo đồng tác giả nghiên cứu See Wee Koh, trên toàn cầu, khoảng 60% năng lượng của các tòa nhà được sử dụng cho việc làm mát không gian. Do đó, việc áp dụng rộng rãi loại sơn này có thể mang lại lợi ích kinh tế và môi trường khổng lồ.Không giống như máy điều hòa không khí tiêu thụ điện và thải khí nóng trực tiếp ra môi trường xung quanh, loại sơn này giúp làm mát mà không làm nóng thêm môi trường địa phương. Bằng cách này, nó không chỉ giúp tiết kiệm điện cho từng hộ gia đình mà còn góp phần giảm bớt gánh nặng nhiệt cho toàn bộ khu vực đô thị. Đây được xem là một giải pháp đầy hứa hẹn cho các thành phố đang phải đối mặt với thách thức của biến đổi khí hậu và đô thị hóa.
