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

Lãnh đạo TKV và EVN tham gia đoàn công tác tại Indonesia, tăng cường hợp tác nhằm bảo đảm nguồn than cho sản xuất điện

Lãnh đạo TKV và EVN tham gia đoàn công tác tại Indonesia, tăng cường hợp tác nhằm bảo đảm nguồn than cho sản xuất điện

Trong hai ngày 31/3 và 1/4, đoàn công tác của Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV) và Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã làm việc tại Indonesia với các đối tác cung cấp than lớn, đồng thời khảo sát thực tế tại một số mỏ và cảng than trọng điểm. Chương trình nhằm tăng cường phối hợp trong việc nhập khẩu than phục vụ các nhà máy nhiệt điện.


EVN và TP Cần Thơ phối hợp đẩy mạnh tiết kiệm điện, xây dựng hạ tầng điện

EVN và TP Cần Thơ phối hợp đẩy mạnh tiết kiệm điện, xây dựng hạ tầng điện

Ngày 3/4, tại TP. Cần Thơ, lãnh đạo Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) làm việc với lãnh đạo UBND TP. Cần Thơ về công tác đảm bảo cung ứng điện năm 2026 và tình hình đầu tư xây dựng lưới điện trên địa bàn. Ông Vương Quốc Nam – Phó Chủ tịch UBND TP. Cần Thơ và ông Cao Quang Quỳnh – Thành viên HĐTV EVN đồng chủ trì buổi làm việc.


Ban Chính sách, Chiến lược Trung ương sẽ tư vấn, hỗ trợ xây dựng đề án phát triển EVN

Ban Chính sách, Chiến lược Trung ương sẽ tư vấn, hỗ trợ xây dựng đề án phát triển EVN

Ngày 3/4, tại Hà Nội, Ban Chính sách, Chiến lược Trung ương và Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) có buổi làm việc về triển khai xây dựng Đề án Phát triển EVN trở thành tập đoàn kinh tế nhà nước mạnh, quy mô lớn, phấn đấu vào nhóm 500 doanh nghiệp lớn nhất thế giới.


EVN và PV GAS ký thỏa thuận khung cung cấp nhiên liệu LNG cho các nhà máy điện Quảng Trạch II và III

EVN và PV GAS ký thỏa thuận khung cung cấp nhiên liệu LNG cho các nhà máy điện Quảng Trạch II và III

Chiều 3/4 tại Hà Nội, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) và Tổng công ty Khí Việt Nam (PV GAS) đã ký kết thỏa thuận khung cung cấp khí thiên nhiên hoá lỏng (LNG) từ kho LNG Vũng Áng (Hà Tĩnh) cho các nhà máy điện Quảng Trạch II và III. Sự kiện đánh dấu bước tiến quan trọng trong hợp tác giữa hai đơn vị nhằm đảm bảo nguồn nhiên liệu cho các dự án điện khí, góp phần nâng cao an ninh năng lượng quốc gia.


EVN tăng cường năng lực ứng phó thiên tai, giữ vững an toàn hệ thống điện

EVN tăng cường năng lực ứng phó thiên tai, giữ vững an toàn hệ thống điện

Trước diễn biến thiên tai ngày càng cực đoan, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) tiếp tục phát huy kinh nghiệm từ thực tiễn phòng, chống bão lũ năm 2025, chủ động triển khai đồng bộ các giải pháp ứng phó và tìm kiếm cứu nạn, bảo đảm an toàn cho hệ thống điện trong năm 2026.