Nghiên cứu loại sơn trắng làm mát tòa nhà, không cần dùng máy điều hòa

Điều gì sẽ xảy ra nếu sơn có thể làm mát một tòa nhà, mà không cần phải nhờ tới máy điều hòa nhiệt độ?

Các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Purdue đã phát triển một loại sơn trắng mới có thể phản xạ hơn 95% ánh sáng mặt trời, làm mát bề mặt thậm chí làm thấp hơn luôn cả nhiệt độ môi trường. Chất liệu này được sơn trên một tòa nhà có thể giúp cắt giảm chi phí làm mát và giúp sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả và tối ưu hơn.

Trên thực tế, các tòa nhà hiện nay phần lớn dùng máy điều hòa không khí để làm mát không gian. Tuy nhiên đây cũng là một trong những thiết bị tiêu thụ năng lượng điện nhiều nhất, đặc biệt là trong những tháng mùa hè nóng bức. Chính vì vậy, các nghiên cứu cho rằng, sơn các tòa nhà bằng màu trắng có thể làm mát hiệu quả hơn.

Theo lý thuyết vật lý thì các bề mặt và vật thể màu trắng phản xạ nhiều ánh sáng hơn so với các màu còn lại. Cũng có nhiều loại sơn làm mát qua cơ chế giảm bức xạ khác nhau đã được phát triển trong nhiều năm qua, nó có thể phản chiếu ánh sáng mặt trời bằng cách sử dụng thủy tinh dạng Teflon, hoặc phổ biến nhất là chất titanium dioxide. Nhưng tất cả chúng đều có mặt hạn chế riêng.

Đối với phát hiện mới, các nhà nghiên cứu tại Purdue đã phát triển một công thức mới. Thay vì dùng titanium dioxide, họ sử dụng chất độn canxi cacbonat nhiều hơn, nó cũng rẻ hơn và hấp thụ ít tia cực tím hơn, vì vậy chúng mát hơn rất nhiều.

Loại sơn này cũng chứa nồng độ hạt 60% và sử dụng nhiều kích cỡ hạt khác nhau, cả hai đều giúp phân tán nhiều ánh sáng mặt trời hơn hẳn so với các loại vật liệu có chức năng tương tự có ở hiện tại.

Sau thử nghiệm, loại sơn làm mát bức xạ mới này có thể phản xạ 95,5% ánh sáng chiếu vào nó, tốt hơn so với nhiều loại sơn khác đang được phát triển chỉ đạt mức từ 80 đến 90%.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm lớp phủ sơn mới này ngoài trời trong hai ngày, và kết quả cho thấy rằng dưới ánh nắng trực tiếp, nó vẫn mát hơn nhiệt độ môi trường 1,7°C, cho thấy công suất làm mát là 37 W/m2 . Vào ban đêm, lớp sơn giảm xuống 10°C dưới mức nhiệt độ môi trường.

Việc phát triển công thức loại sơn này không hề dễ dàng, nó phải mất tới 6 năm với mục đích là tìm ra một giải pháp thay thế khả thi cho máy điều hòa không khí truyền thống.
Các nhà nghiên cứu đã xem xét hơn 100 vật liệu kết hợp khác nhau, sau đó thu hẹp chúng xuống còn 10 vật liệu và thử nghiệm khoảng 50 công thức khác nhau cho mỗi vật liệu này.

Cuối cùng, họ đã tạo ra được công thức cấu tạo từ canxi cacbonat, một hợp chất có nhiều trong đá và vỏ sò. Xiulin Ruan, một tác giả của nghiên cứu này cho biết: “Sơn siêu trắng phản chiếu 95,5% ánh sáng mặt trời làm mát các tòa nhà của chúng tôi tương thích với quy trình sản xuất sơn thương mại, và chi phí có thể tương đương hoặc thậm chí thấp hơn. Điều quan trọng là đảm bảo độ bền của loại sơn này để nó có thể được sử dụng lâu dài ngoài trời”.

Hiện tại, các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu phát triển các màu sơn khác cùng vật liệu có thể có tác dụng làm mát tuơng tự, và cũng đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế quốc tế về công thức sơn này thông qua Văn phòng Thương mại hóa Công nghệ của Quỹ Nghiên cứu Purdue.

Theo Newatlas