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

PTC3 phát động thi đua ngay tại công trường đường dây 220kV Vĩnh Tân – Tháp Chàm

PTC3 phát động thi đua ngay tại công trường đường dây 220kV Vĩnh Tân – Tháp Chàm

Gần 200 cán bộ, công nhân viên Công ty Truyền tải điện 3 (PTC3) được huy động thay dây cáp quang bị hư hỏng trên đường dây 220kV Vĩnh Tân – Tháp Chàm. Đây là một trong những phần việc cụ thể hưởng ứng đợt thi đua cao điểm “100 ngày đêm đẩy nhanh tiến độ, hoàn thành các dự án truyền tải điện trọng điểm năm 2026” do Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia và Công đoàn Tổng công ty phát động.


EVNSPC đẩy mạnh công tác bình đẳng giới giai đoạn 2026-2031

EVNSPC đẩy mạnh công tác bình đẳng giới giai đoạn 2026-2031

Mới đây, Tổng công ty Điện lực miền Nam (EVNSPC) đã ban hành Kế hoạch bình đẳng giới trong Tổng công ty giai đoạn 2026 - 2031 nhằm xây dựng môi trường làm việc trong EVNSPC thân thiện, văn minh, hiện đại, nhân văn, nơi mọi cán bộ công nhân viên (CBCNV) không phân biệt giới tính, đều có cơ hội phát triển tối đa năng lực.



EVNNPT tăng tốc Dự án Trạm biến áp 220kV Sầm Sơn, giữ mục tiêu đóng điện tháng 12

EVNNPT tăng tốc Dự án Trạm biến áp 220kV Sầm Sơn, giữ mục tiêu đóng điện tháng 12

Với mục tiêu đóng điện trong tháng 12/2026, Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia (EVNNPT) đang tập trung chỉ đạo Ban Quản lý dự án các công trình điện miền Trung (CPMB) và các nhà thầu đẩy nhanh tiến độ Dự án TBA 220kV Sầm Sơn và đường dây đấu nối 220kV Thanh Hóa – Sầm Sơn. Trong đó, xử lý dứt điểm các vướng mắc về giải phóng mặt bằng, tập trung thi công các hạng mục đường găng và tổ chức nghiệm thu cuốn chiếu được xác định là những nhiệm vụ trọng tâm.


Thủy điện Thác Bà: 55 năm với khát vọng bừng sáng cùng đất nước

Thủy điện Thác Bà: 55 năm với khát vọng bừng sáng cùng đất nước

Từ công trình được xây dựng trong chiến tranh, Thủy điện Thác Bà đã trải qua 55 năm xây dựng, vận hành và đổi mới phát triển. Lễ kỷ niệm Ngày truyền thống của Công ty là dịp tri ân các thế hệ đi trước và xác định hướng phát triển cho chặng đường mới.