Một vật liệu siêu mỏng mới có thể làm mát các tòa nhà mà không cần điện, bằng cách bắn nhiệt trực tiếp vào không gian bên ngoài.
Theo các nhà nghiên cứu, ngoài việc làm mát các khu vực không được tiếp cận nguồn cung cấp điện, vật liệu mới có thể giúp làm giảm nhu cầu tiêu thụ điện năng trong sinh hoạt và sản xuất. Chỉ tính riêng tại Mỹ, việc sử dụng điều hòa nhiệt độ đã chiếm tới gần 15% điện năng tiêu thụ của các tòa nhà.
Cốt lõi của công nghệ làm mát mới là một vật liệu đa lớp
Có độ dày chỉ 1,8 micron, mỏng hơn phiến lá nhôm mỏng nhất hiện có. Nó cũng có độ dày thua xa kích thước một sợi tóc người, vốn có độ rộng trung bình khoảng 100 micron (1 micron = 0,001 mm).
Nhóm sáng chế cho biết, vật liệu mới cấu tạo gồm 7 lớp silicon điôxit và hafni điôxit đặt phía trên một lớp bạc mỏng. Cách mỗi lớp biến thiên về độ dày khiến vật liệu uốn cong các dạng nhìn thấy được và vô hình của ánh sáng, theo những cách thức mang lại cho nó đặc tính làm mát.
“Ánh sáng vô hình trước mắt thường, ở dạng bức xạ hồng ngoại là một cách then chốt mà mọi vật sử dụng để tỏa nhiệt. Nếu bạn sử dụng một camera hồng ngoại, bạn có thể nhìn thấy tất cả chúng ta đều đang tỏa sáng hồng ngoại rực rỡ”, Shanhui Fan, kỹ sư điện đến từ Đại học Stanford (California, Mỹ) và là đồng tác giả nghiên cứu, giải thích.
Một cách sử dụng vật liệu để làm mát tòa nhà là dùng nó làm gương phản chiếu
Bằng cách phản xạ tới 97% ánh sáng mặt trời tới, nó sẽ giúp các tòa nhà che phủ tránh bị nóng lên. Ngoài ra, khi vật liệu này hấp thu nhiệt, kết cấu đặc biệt đảm bảo rằng, nó chỉ phát tỏa các bước sóng bức xạ hồng ngoại nhất định mà không khí không hấp thụ. Thay vào đó, bức xạ hồng ngoại này tự do thoát khỏi bầu khí quyển và di chuyển vào không gian.
“Cái lạnh của vũ trụ là nguồn đồ sộ mà chúng ta có thể tận dụng để hưởng lợi”, nhà nghiên cứu Fan nói thêm.
Ông Fan và các cộng sự đã thử nghiệm một nguyên mẫu vật liệu làm mát của họ ở Stanford và phát hiện, nó có thể làm dịu mát gần 5 độ C so với không khí xung quanh, ngay cả dưới ánh nắng mặt trời.
Nhóm sáng chế nhấn mạnh, giá thành và tác dụng của vật liệu mới dường như ưu việt hơn so với những vật liệu đang được sử dụng trong các hệ thống điều hòa trên nóc nhà, chẳng hạn như các hệ thống chạy bằng năng lượng do pin mặt trời cung cấp. Thiết bị làm mát mới cũng có thể hoạt động song song cùng các công nghệ điều hòa khác.
Tuy nhiên, nhóm sáng chế lưu ý rằng, nguyên mẫu của họ hiện chỉ có chiều ngang khoảng 20cm, tương đương kích cỡ của một chiếc bánh pizza cỡ nhỏ, nên họ đang nghiên cứu chế tạo các mẫu lớn hơn để đáp ứng nhu cầu che phủ làm mát các tòa nhà trong đời thực.
