Bọt siêu nhẹ giúp nhiệt độ trong nhà mát hơn 10 độ

Vật liệu bọt làm mát có nguồn gốc từ gỗ. Ảnh: Nano Letters

Trong báo cáo đăng trên tạp chí Nano Letters hôm 5/5, các nhà nghiên cứu thiết kế một loại bọt siêu nhẹ làm từ tinh thể nano cellulose lấy từ gỗ, có thể phản chiếu ánh sáng Mặt Trời, phát xạ nhiệt đã hấp thụ và cách nhiệt.

Theo họ, vật liệu này có thể giảm hơn 1/3 nhu cầu năng lượng để làm mát tòa nhà.

Dù giới khoa học đã phát triển nhiều vật liệu làm mát, chúng vẫn có nhiều bất lợi. Một số vật liệu giải phóng nhiều nhiệt hấp thụ qua tòa nhà dưới ánh Mặt Trời trực tiếp buổi trưa trong các tháng mùa hè. Các vật liệu khác không hiệu quả trong thời tiết nóng ẩm hoặc nhiều mây. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Lâm nghiệp Nam Ninh, hướng đến phát triển một vật liệu có thể phản chiếu ánh sáng Mặt Trời, giải phóng nhiệt thụ động và ngăn nhiệt truyền qua tòa nhà.

Để sản xuất vật liệu làm mát, các nhà nghiên cứu gắn kết tinh thể nano cellulose với nhau bằng một cầu nối làm từ hợp chất silane trước khi đông lạnh và sấy thăng hoa vật liệu trong buồng chân không. Quá trình này khiến tinh thể nano xếp thẳng hàng theo phương thẳng đứng, tạo nên một loại bọt siêu nhẹ phản chiếu 96% ánh sáng khả kiến và phát xạ 92% bức xạ hồng ngoại đã hấp thụ.

Khi phủ bên trên hộp lót giấy bạc đặt ngoài trời vào buổi trưa, vật liệu giúp nhiệt độ bên trong hộp thấp hơn 9,2 độ C so với nhiệt độ bên ngoài. Hơn nữa, vật liệu cũng duy trì nhiệt độ bên trong hộp mát hơn bên ngoài 7,4 độ C trong điều kiện ẩm ướt. Khi bọt chế tạo từ cellulose đã được ép chặt, khả năng làm mát của nó giảm đi, hé lộ nhiều đặc tính có thể điều chỉnh được.

Nhóm nghiên cứu tính toán nếu đặt bọt làm mát lên mái và tường ngoài của một tòa nhà, nhu cầu về năng lượng dùng để làm mát sẽ giảm trung bình 36,4%. Hiệu suất của bọt cellulose từ gỗ có thể điều chỉnh tùy theo điều kiện thời tiết. Các nhà nghiên cứu cho biết công nghệ có thể ứng dụng trong nhiều loại môi trường.