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

EVN kiểm tra công tác cung ứng điện và dịch vụ khách hàng tại EVNCPC trong cao điểm nắng nóng

EVN kiểm tra công tác cung ứng điện và dịch vụ khách hàng tại EVNCPC trong cao điểm nắng nóng

Sáng 5/6, tại Đà Nẵng, đoàn công tác của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) do Thành viên Hội đồng thành viên EVN Cao Quang Quỳnh chủ trì đã làm việc với Tổng công ty Điện lực miền Trung (EVNCPC) về tình hình cung ứng điện, công tác kinh doanh và dịch vụ khách hàng trong cao điểm mùa khô năm 2026.


EVNCPC ghi dấu ấn trong phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

EVNCPC ghi dấu ấn trong phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

Chiều 04/6 tại Đà Nẵng, ông Đinh Thế Phúc - Thành viên HĐTV EVN chủ trì buổi làm việc với Tổng công ty Điện lực miền Trung (EVNCPC) về công tác vận hành viễn thông và công nghệ thông tin (VTCNTT), kênh truyền SCADA và nhiệm vụ khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số năm 2026. Lãnh đạo EVN ghi nhận EVNCPC đạt nhiều kết quả nổi bật trên các lĩnh vực này.


Chủ động nguồn điện mùa nắng nóng với điện mặt trời mái nhà tự sản tự tiêu

Chủ động nguồn điện mùa nắng nóng với điện mặt trời mái nhà tự sản tự tiêu

Nhu cầu sử dụng điện tăng cao trong mùa hè trở nên "dễ thở" hơn đối với chính doanh nghiệp, người dân khi họ chủ động được nguồn điện tại chỗ với điện mặt trời mái nhà tự sản xuất, tự tiêu thụ. Ghi nhận của evn.com.vn tại Hà Nội.


EVN làm việc với EVNSPC về công tác cung ứng điện, kinh doanh và dịch vụ khách hàng giai đoạn cao điểm năm 2026

EVN làm việc với EVNSPC về công tác cung ứng điện, kinh doanh và dịch vụ khách hàng giai đoạn cao điểm năm 2026

Ngày 04/6, đoàn công tác Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) do ông Cao Quang Quỳnh – Thành viên HĐTV làm trưởng đoàn có buổi làm việc với Tổng công ty Điện lực miền Nam (EVNSPC) về công tác cung ứng điện, kinh doanh và dịch vụ khách hàng giai đoạn cao điểm năm 2026.


Hệ thống điện 500kV Bắc - Nam phát huy hiệu quả khi phụ tải miền Bắc lập đỉnh

Hệ thống điện 500kV Bắc - Nam phát huy hiệu quả khi phụ tải miền Bắc lập đỉnh

Vừa qua, miền Bắc đã trải qua những ngày nắng nóng đỉnh điểm, với nhu cầu sử dụng điện liên tục thiết lập kỷ lục mới. Trong bối cảnh đó, cả ba đường dây truyền tải điện cao áp 500kV Bắc – Nam đã vận hành ở mức tải cao để đưa điện từ miền Trung, miền Nam ra phía Bắc. Đặc biệt, đường dây mạch 3 Quảng Trạch – Phố Nối đóng vai trò then chốt.