Phát triển thành công "sơn trắng nhất thế giới": làm mát tốt, phản được tới 98% ánh sáng Mặt Trời, sẽ được thương mại hóa trong 1-2 năm tới
Nghiên cứu cho thấy loại sơn siêu trắng sẽ làm giảm nhiệt độ bề mặt vật thể được quét tới 4,5 độ C.
Một nhóm các nhà nghiên cứu vừa chế tạo thành công nước sơn có màu trắng nhất từng được ghi nhận, và họ dự định sử dụng nó trong hạ nhiệt độ nhà cao tầng, giải quyết phần nào vấn nạn biến đổi khí hậu đang ngày một trầm trọng.
Loại sơn mới phản chiếu tới 98% ánh sáng Mặt Trời, đồng thời tỏa bức xạ nhiệt xuyên qua tầng khí quyển vào không gian. Trong thử nghiệm, sơn trắng đã làm nhiệt độ bề mặt giảm 4,5 độ C dưới mức nhiệt độ không khí bao quanh vật chất, ngay cả khi vật thể nằm dưới ánh nắng gắt. Các nhà nghiên cứu nhận định loại sơn đặc biệt này có thể sẵn sàng được bày bán trên thị trường trong vòng 1-2 năm tới.
Giáo sư Ruan XIulin cầm trên tay sơn siêu trắng.
Đã từ nhiều thế kỷ, các kiến trúc sư sử dụng mái phủ sơn trắng để làm mát nhà ở. Nhiệt độ trung bình của Trái Đất đang cao dần lên và đô thị hóa khiến nhà cửa thành thị ngày một mọc lên như nấm, hiển nhiên ta thấy kỹ thuật làm mát nhà bằng sơn trắng ngày một thịnh hành hơn trong môi trường đô thị. Những loại sơn trắng phản quang hiện tại có hiệu quả, nhưng chỉ phản lại được từ 80-90% ánh nắng Mặt Trời, bên cạnh đó chúng còn hấp thụ ánh sáng cực tím.
Điều này đồng nghĩa với việc sơn trắng đang bán trên thị trường không làm nhiệt độ bề mặt giảm thấp hơn nhiệt độ không khí xung quanh. Loại sơn mới được phát triển có thể làm được điều đó, đồng thời còn làm giảm nhu cầu sử dụng điều hòa đi nhiều lần. Như bạn đã biết, điều hòa nhiệt độ đang góp phần làm Trái Đất nóng thêm.
“Sơn của chúng tôi có thể giúp ích trong cuộc chiến chống nóng lên toàn cầu, bằng cách làm giảm nhiệt độ Trái Đất - đấy chính là điểm ngầu của dự án này”, giáo sư Ruan Xiulin công tác tại Đại học Purdue cho hay. “Sản xuất được màu sơn trắng nhất tức là tìm ra được thứ sơn có khả năng phản chiếu được nhiều nhất ánh sáng Mặt Trời”.
Giáo sư Xiulin cho rằng một mái nhà rộng 93 mét vuông sẽ có sức làm mát tương đương 10 kilowatt, tức là “mạnh hơn máy điều hòa nhiệt độ thường thấy trong đa số các hộ gia đình”.
Nhóm chuyên gia công bố loại sơn mới kèm theo báo cáo khoa học đã được đăng tải trên tạp chí Vật liệu và Giao diện Ứng dụng ACS. Nghiên cứu chỉ ra ba yếu tố khiến sơn có thể làm nhiệt độ không khí quanh vật thể được sơn xuống thấp tới vậy. Đầu tiên là tính hấp thụ tia cực tím của phẩm màu bari sunfat có trong sơn trắng mới, thứ hai mà mật độ đậm đặc, lên tới 60% của bari sunfat.
Và thứ ba, những hạt phẩm màu có nhiều kích cỡ giúp phân tán quang phổ ánh sáng Mặt Trời hiệu quả hơn. Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm tới hơn 100 vật liệu khác nhau, rồi lại tiếp tục thử 50 công thức có tiềm năng làm mát vật liệu lớn nhất. Năm ngoái, nhóm nghiên cứu của giáo sư Xiulin cũng đã thành công với loại sơn phản được tới 95,5% lượng ánh sáng, với sơn sử dụng vật liệu canxi cacbonat.
Ví dụ cho thấy sơn trắng (là tấm hình vuông màu tím đậm nằm giữa hình bên trái) làm giảm nhiệt độ của tấm bảng bên dưới.
Chất bari sunfat có trong sơn sẽ giúp bề mặt vật thể nguội xuống thấp hơn mức nhiệt độ không khí xung quanh, ngay cả khi nó nằm dưới ánh Mặt Trời trực tiếp, nhờ khả năng phản quá nhiều ánh sáng. Bên cạnh đó sơn phản lại bức xạ nhiệt ở một bước sóng không bị không khí hấp thụ. “Các bức xạ sẽ đi xuyên qua bầu khí quyển và đi thẳng vào không gian lạnh”, giáo sư Xiulin nói.
Nhóm nghiên cứu khẳng định loại sơn trắng mới có thể được sản xuất bằng công nghệ chế tạo sơn thường. Thậm chí, họ nhận định giá thành của sơn siêu trắng cũng vẫn sẽ không cao hơn các sản phẩm sơn đại trà, khi mà bari sunfat còn rẻ hơn cả titan dioxit - vật liệu có trong sơn thông thường vốn không phản được tia cực tím. Các nhà khoa học còn nói thêm về khả năng chống trầy của sơn siêu trắng, tuy nhiên họ nhận định vẫn còn phải để thứ vật liệu mới trải qua sương gió một thời gian nữa, hiện tại ta chưa thể đánh giá nó bền tới đâu.
Giáo sư Xiulin còn nhận định thêm về độ an toàn của sơn phản quang với mắt thường: “Khả năng phản chiếu bề mặt của vật liệu mới rất phân tán, nên công suất ánh sáng đi theo hướng bất kỳ nào đều không mạnh. Nó chỉ trông giống màu trắng sáng thôi, hơn sáng hơn màu tuyết chút đỉnh”.
Hiện tại, trường Đại học Purdue và nhóm nghiên cứu đang tìm đối tác là các tập đoàn lớn có tiềm năng sản xuất hàng loạt, nhằm sớm thương mại hóa sản phẩm sơn trắng làm mát Trái Đất.
