Các nhà khoa học tại Stanford University đang nghiên cứu một loại sơn mới giúp giảm sự phụ thuộc ngày càng tăng vào máy điều hòa không khí và máy sưởi.
Loại sơn này cũng có nhiều màu sắc và nếu được sử dụng đúng cách, ngoài việc giảm đáng kể hóa đơn tiền điện, nó cũng giúp giảm lượng khí thải, nó có khả năng phản xạ tới 80% ánh sáng hồng ngoại trung (mid-infrared light) từ Mặt Trời, phản xạ gấp 10 lần so với các loại sơn màu thông thường. Theo Sciencealert.
Ánh sáng hồng ngoại trung thường được hấp thụ dưới dạng nhiệt trên bề mặt tòa nhà. Khi được sử dụng ở bên ngoài tòa nhà, sơn sẽ giữ nhiệt và có thể được sử dụng ở bên trong để giữ nhiệt. Do đó, các nhà phát triển sơn cho biết nó cung cấp “giải pháp tiết kiệm năng lượng quanh năm” có thể sử dụng ở nhiều vùng khí hậu khác nhau.
Khi thử nghiệm trong điều kiện ấm áp nhân tạo, sơn đã giảm lượng năng lượng cần thiết để làm mát không gian kín gần 21%. Được thử nghiệm trong điều kiện lạnh nhân tạo, loại sơn này làm giảm 36% năng lượng cần thiết để sưởi ấm không gian.
Trên toàn bộ tòa nhà, các nhà nghiên cứu ước tính sơn có thể tiết kiệm 7.4% năng lượng cần thiết để sưởi ấm, thông gió hoặc làm mát một tòa nhà chung cư tầm trung.
Đó không phải là số tiền nhỏ, đặc biệt khi xét đến việc các tòa nhà ở Mỹ đóng góp khoảng 40% tổng mức tiêu thụ năng lượng của cả nước, và phần lớn trong số đó là dành cho sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí.
Trên khắp thế giới, nhiệt độ khắc nghiệt đang trở nên nghiêm trọng và thường xuyên hơn do biến đổi khí hậu, và trong nhiều trường hợp, máy điều hòa không khí vẫn là giải pháp số một của nhiều người để chống lại cái nóng.
Đến năm 2050, một số ước tính cho thấy máy điều hòa không khí sẽ được sử dụng ở 2/3 số hộ gia đình trên thế giới. Mặc dù những thiết bị này chắc chắn là giải pháp cứu tinh, nhưng chúng không phải là cách bảo vệ môi trường vì góp phần thải khí carbon và ô nhiễm không khí.
Các loại sơn và men khác giúp phản chiếu ánh sáng hồng ngoại trung, nhưng phiên bản mới này của Stanford University không chỉ có màu trắng hoặc bạc thuần khiết. Loại sơn này còn mang nhiều các loại màu khác, như xanh dương, đỏ, vàng, xanh lá cây, cam, tím và xám đen.
Sự đa dạng về màu sắc này là nhờ lớp sơn mới có hai lớp được áp dụng hàng loạt. Đầu tiên là lớp đáy phản chiếu, chứa các mảnh nhôm màu bạc. Lớp thứ hai là lớp trên cùng trong suốt có tia hồng ngoại chứa các hạt nano vô cơ đầy màu sắc.
Thiết kế hai lớp này được tạo ra trước đây để phản xạ các bước sóng khác của ánh sáng hồng ngoại, vì vậy nó không hoàn toàn độc đáo, mặc dù khá hiệu quả.
Các tác giả viết: “Tính linh hoạt của sơn, cùng với khả năng ứng dụng của nó lên các bề mặt đa dạng với nhiều hình dạng và vật liệu khác nhau, khiến sơn trở nên hữu ích trong nhiều tình huống khác nhau.”
Khi được sử dụng ở bên ngoài tòa nhà, ánh sáng hồng ngoại từ Mặt Trời sẽ xuyên qua lớp sơn trên cùng và phản xạ lại lớp dưới giống như gương. Bằng cách này, nhiệt từ Mặt Trời không bị tòa nhà hấp thụ. Điều tuyệt vời hơn nữa là cả hai lớp này đều có khả năng chống thấm nước, hiệu quả trong môi trường ẩm ướt và nóng.
Nhà khoa học vật liệu Yi Cui của Stanford University cho biết: “Đối với cả hệ thống sưởi và điều hòa không khí, chúng ta phải giảm năng lượng và khí thải trên toàn cầu để đạt được mục tiêu không phát thải.”
“Làm thế nào để giảm sự trao đổi nhiệt giữa không gian sống và làm việc của con người cũng như môi trường xung quanh đang được chú ý nhiều hơn và các vật liệu mới để tăng cường cách nhiệt, như màng phát xạ thấp cho cửa sổ, cũng đang được ưa chuộng.”
Nhóm nghiên cứu tiếp tục cải tiến công nghệ mới này và hy vọng sẽ thương mại hóa loại sơn này trong tương lai.
Nghiên cứu được công bố trên PNAS.
