Sắp có loại sơn tiết kiệm điện đầu tiên trên thế giới

24/03/2023 - 09:47 (GMT+7)

Tạp chí khoa học trực tuyến Mỹ Science Advances vừa qua đã đăng nghiên cứu của Trung tâm Công nghệ Khoa học Nano thuộc Đại học Central Florida (UCF) do giáo sư Debashis Chanda chủ trì, tạo ra loại sơn đầu tiên trên thế giới thân thiện với môi trường và có khả năng tiết kiệm điện. Thay vì màu dựa trên sắc tố, đòi hỏi các phân tử được tổng hợp nhân tạo, UCF đã phát triển một phương pháp mới thay thế để sản xuất sơn màu tự nhiên, vừa thân thiện lại có trọng lượng cực nhẹ.

Sản phẩm sơn plasmonic do UCF phát triển sử dụng sự sắp xếp cấu trúc ở cấp độ nano của các vật liệu không màu, gồm nhôm và oxit nhôm thay cho các sắc tố để tạo màu (pigment). Trong tự nhiên, sơn plasmonic thường thấy trên cánh của những con bướm kim loại, loài côn trùng này đã truyền cảm hứng cho nghiên cứu của UCF. Trong nghiên cứu, giáo sư Debashis Chanda đã lấy cảm hứng từ những con bướm để tạo ra chất thay thế nhiều màu, thân thiện với môi trường, có thể sản xuất ở quy mô lớn góp phần vào nỗ lực tiết kiệm năng lượng và giúp giảm sự nóng lên toàn cầu.

Theo bài báo được công bố, giáo sư Debashis Chanda và các cộng sự đã sáng tạo hơn, sử dụng sắp xếp cấu trúc nano của vật liệu không màu như nhôm và nhôm oxit thay vì chất màu. Trong khi thuốc nhuộm pigment điều khiển hấp thụ ánh sáng dựa trên đặc điểm điện tử của vật liệu màu, thì mỗi màu cần một phân tử mới, thuốc nhuộm kết cấu điều khiển cách ánh sáng phản chiếu, phân tán hoặc hấp thụ dựa trên sắp xếp hình học của cấu trúc nano.

Hấp thụ cấu trúc để tạo màu của sơn plasmonic lấy cảm hứng từ những cánh bướm của UCF. Nguồn: Phys.org

“Phạm vi màu sắc và sắc độ trong thế giới tự nhiên rất phong phú, từ những bông hoa đầy màu sắc, chim bướm đến những sinh vật dưới nước như cá và động vật thân mềm. Màu cấu trúc đóng vai trò là cơ chế tạo màu chính ở một số loài cực kỳ sống động, trong đó sự sắp xếp hình học của hai vật liệu không màu điển hình tạo ra tất cả các màu. Mặt khác, với sắc tố nhân tạo, các phân tử mới là cần thiết cho mọi màu hiện có. Hiểu được cơ chế này, sơn plasmonic do UCF phát triển thỏa mãn nhiều tiêu chí, trong đó có tiêu chí tiết kiệm điện và giúp giảm nóng lên toàn cầu”, giáo sư Debashis Chanda nói.

Các màu cấu trúc như vậy thân thiện với môi trường vì chúng chỉ sử dụng kim loại và oxit, không giống như các màu dựa trên bột màu hiện tại sử dụng các phân tử được tổng hợp nhân tạo. Các nhà nghiên cứu đã kết hợp các mảnh màu cấu trúc của chúng với một chất kết dính thương mại để tạo thành các loại sơn có màu sắc bền lâu. “Màu sắc thông thường nhạt dần vì sắc tố mất khả năng hấp thụ photon, nhưng sơn của UVF lại rất bền màu, không bị giới hạn bởi hiện tượng nói trên. Một khi sơn thứ gì đó bằng màu cấu trúc, nó sẽ tồn tại hàng thế kỷ”, bài báo nhấn mạnh.

Ngoài ra, do sơn plasmonic phản xạ toàn bộ quang phổ hồng ngoại, nên nó hấp thụ ít nhiệt hơn, dẫn đến bề mặt bên dưới mát hơn từ 25 đến 30 độ F so với khi được phủ bằng sơn thương mại tiêu chuẩn. Theo bài báo, hơn 10% tổng lượng điện ở Mỹ dùng cho điều hòa, chênh lệch nhiệt độ mà sơn plasmonic hứa hẹn đem lại sẽ giúp tiết kiệm điện đáng kể, đồng thời giảm lượng khí thải carbon dioxide, góp phần chống biến đổi khí hậu. Hơn nữa, sơn plasmon rất  nhẹ do có hệ số tiết diện/độ dày lớn. Độ dày của lớp sơn chỉ ở mức 150 nano mét, là loại sơn nhẹ nhất hành tinh. Để so sánh, sơn một chiếc máy bay Boeing 747, nếu dùng sơn plasmonic của UCF chỉ cần 3 pound (1,35 kg) nhưng dùng sơn thông thường phải mất 1.000 pounds (454 kg).

Theo giáo sư Chanda, bước tiếp theo của dự án là tiếp tục khám phá sâu hơn đặc điểm tiết kiệm điện của lớp sơn để cải thiện khả năng sinh lời nếu sản xuất đại trà. Trước mắt, tiếp tục nghiên cứu các khía cạnh mà các loại sơn thông thường khác không thể có như không độc hại, tác dụng làm mát, trọng lượng siêu nhẹ, và khả năng tiết kiệm năng lượng…


K.Nam (Theo UCF/PO- 3/2023) 24/03/2023 - 09:47 (GMT+7)
Share

Đoàn công tác EVN khảo sát thực tế Thao trường An toàn điện và nhận diện mối nguy tại NEPC

Đoàn công tác EVN khảo sát thực tế Thao trường An toàn điện và nhận diện mối nguy tại NEPC

Chiều 29/9, trong khuôn khổ Hội nghị công tác an toàn 9 tháng đầu năm 2026 của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), đoàn đại biểu EVN đã có phiên khảo sát thực tế tại Trường Cao đẳng Điện lực miền Bắc (NEPC), thăm quan và trực tiếp trải nghiệm các mô hình của Thao trường An toàn điện và nhận diện mối nguy.


Dự án thuỷ điện tích năng Bác Ái: Tập trung chuẩn bị đầy đủ điều kiện thi công hầm đứng

Dự án thuỷ điện tích năng Bác Ái: Tập trung chuẩn bị đầy đủ điều kiện thi công hầm đứng

Đây là một trong các mục tiêu trọng tâm mà Ban Quản lý dự án Điện 3 (EVNPMB3) cùng Liên danh nhà thầu đặt ra trong quý IV/2026, nhằm phấn đấu hoàn thành mục tiêu theo kế hoạch năm, đồng thời hoàn thành cam kết trong giao ước thi đua năm 2026.


EVNNPT được VPBank hỗ trợ nguồn vốn quốc tế đầu tư Dự án đường dây 220kV đấu nối Trạm biến áp 500kV Bình Dương 1 - rẽ Uyên Hưng – Sông Mây

EVNNPT được VPBank hỗ trợ nguồn vốn quốc tế đầu tư Dự án đường dây 220kV đấu nối Trạm biến áp 500kV Bình Dương 1 - rẽ Uyên Hưng – Sông Mây

Khoản vay 27 triệu USD từ VPBank, được huy động từ các định chế tài chính Nhật Bản, sẽ được sử dụng để đầu tư Dự án đường dây 220kV đấu nối Trạm biến áp 500kV Bình Dương 1 - rẽ Uyên Hưng – Sông Mây. Dự án do Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia (EVNNPT) làm chủ đầu tư, góp phần nâng cao năng lực truyền tải, đáp ứng nhu cầu phụ tải và tăng độ tin cậy cung cấp điện tại TP. Hồ Chí Minh.


Nâng sức cạnh tranh cho doanh nghiệp từ tiết kiệm năng lượng

Nâng sức cạnh tranh cho doanh nghiệp từ tiết kiệm năng lượng

Sử dụng năng lượng hiệu quả giúp doanh nghiệp giảm chi phí sản xuất và đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của thị trường. Đây là nội dung được nhấn mạnh tại hội thảo “Tiết kiệm năng lượng trong công nghiệp: Từ chính sách đến hành động thực tiễn” do Cục Năng lượng – Dầu khí (Bộ Công Thương) tổ chức sáng 30/9 tại Tây Ninh.