Trang chủ Thế giới ý tưởng Ý tưởng khác Top 100 Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2022 – P47- Giảng...

Top 100 Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2022 – P47- Giảng viên sáng chế sơn bức xạ làm mát nhà

TS Nguyễn Quốc Hưng (Đại học Quốc gia Hà Nội) đã nghiên cứu thành công loại sơn làm mát nhà nhờ cơ chế bức xạ và phản xạ.
Ngôi nhà sử dụng sơn chống nóng RARE .

Ngôi nhà sử dụng sơn chống nóng RARE .

Sơn làm mát nhà

TS Nguyễn Quốc Hưng cho biết, sơn RARE là sản phẩm anh và nhóm nghiên cứu thực hiện từ năm 2018, đến nay đã được thử nghiệm thành công ở nhiều nơi và đang chờ cấp bằng bảo hộ sáng chế.

RARE được ghép chữ từ RAdiation (bức xạ) và REflection (phản xạ). Đây là một hỗn hợp ở dạng lỏng được phối trộn để tăng cường 2 cơ chế giảm nhiệt (phản xạ đối với ánh nắng và tăng khả năng bức xạ hồng ngoại dài).

Để không bị nóng lên, bề mặt ngoài trời của các nhà xưởng, tòa nhà cần phải nhận ít nhiệt nhất có thể. Để gia tăng khả năng cách nhiệt, tường nhà thường được xây dày hơn; mái nhà được phủ thêm các vật liệu cách nhiệt, trong số đó xốp được sử dụng rộng rãi vì giá rẻ.

Tuy nhiên, tường nhà xây dày hơn sẽ khiến chi phí xây dựng cao; xốp là vật liệu dễ cháy, không bền vững theo thời gian, không kín với dòng nhiệt truyền qua các cấu trúc chịu lực như ống thép hoặc đai vít.

Ngoài ra, do chặn lại nguồn nhiệt từ bên ngoài, nên nguồn nhiệt từ bên trong cũng không thoát ra được, đây là nhược điểm không thể khắc phục với những nơi sử dụng nhiều nguồn nhiệt từ bên trong như bếp ăn, xưởng nhựa, hay các khu nhà máy phức tạp khác.

Để không nhận nhiệt từ bên ngoài, còn có một cách khác là tăng cường khả năng phản xạ nhiệt bằng cách sử dụng sơn chống nóng. Nhưng loại sơn này cũng chưa thực sự đáp ứng được nhu cầu sử dụng.

Năm 2014, TS Hưng biết đến công trình của các nhà khoa học ở Trường Đại học Stanford (Mỹ) về làm mát bức xạ. Để làm mát, họ chế tạo ra vật liệu 7 lớp màng mỏng xen kẽ nhau với chiết suất giữa các lớp rất khác nhau.

Kết quả dẫn đến 2 hiệu ứng: Phản xạ nhiệt mặt trời rất mạnh (bước sóng 0.3 tới 3 µm) và bức xạ nhiệt (bước sóng 7 – 14 µm) rất mạnh. TS Hưng tìm hiểu thì được biết, vùng bước sóng 7 – 14 µm rất đặc thù, nó không bị hấp thụ bởi khí quyển và đi thẳng ra ngoài Trái đất, dẫn đến làm mát thụ động chính vật liệu này.

Nghiên cứu này đã thôi thúc trí tò mò của TS Hưng, anh rủ thêm nhóm sinh viên có chung sở thích vật lý để làm theo. Nhưng mô phỏng thất bại. Để tạo ra 7 lớp màng mỏng, đòi hỏi kỹ thuật rất cao, máy móc rất hiện đại, trong khi điều kiện nghiên cứu của anh khi đó không đáp ứng được.

TS Nguyễn Quốc Hưng với nghiên cứu về sơn chống nóng.

TS Nguyễn Quốc Hưng với nghiên cứu về sơn chống nóng.

Năm 2018, anh đổi hướng nghiên cứu làm mát bức xạ bằng phương pháp hóa học. Điều đặc biệt là phương pháp này rất đơn giản, có khả năng sản xuất đại trà. TS Hưng đã nhanh chóng đạt được các thành công ban đầu. Sơn bức xạ nhiệt ra đời dựa trên hai nguyên lý là chống nóng phản xạ và làm lạnh bức xạ.

Các bề mặt ngoài trời bị nóng lên do hấp thụ năng lượng mặt trời. Sơn RARE sẽ phản xạ 98% năng lượng nên gần như không nhận nhiệt từ Mặt trời. Sơn có màu trắng trong toàn dải từ vùng nhìn thấy đến hồng ngoại gần.

Đối với cơ chế làm lạnh bức xạ, TS Hưng chia sẻ, do bức xạ trong vùng trong suốt của không khí, sơn RARE không làm nóng xung quanh, đồng thời giảm nhiệt mạnh.

Kết hợp 2 nguyên lý này giúp các bề mặt ngoài trời gần như không bị nóng lên, luôn có nhiệt độ xấp xỉ nhiệt độ môi trường, bất kể trời nắng như thế nào. Không có vật liệu nào trên thị trường làm được điều này mà không cần năng lượng bên ngoài.

Sơn bức xạ kết hợp chống thấm

Sơn RARE là một hỗn hợp ở dạng lỏng, trong đó gốc nhựa được hòa tan trong dung môi. Các hạt nano sau đó được phối trộn để tăng cường 2 cơ chế giảm nhiệt. Các hạt nano kích thước nhỏ được sử dụng để tăng cường hệ số phản xạ đối với ánh sáng mặt trời; các hạt nano kích thước lớn hơn được sử dụng để tăng khả năng bức xạ hồng ngoại dài, trong vùng 8 – 14 µm.

Ngoài ra, sơn bức xạ RARE còn có khả năng bám dính tốt lên nhiều bề mặt khác nhau như gỗ, đá, bê tông, kim loại, kính, nhựa… Ngoài hiệu ứng giảm nhiệt, sơn bức xạ do nhóm của TS Nguyễn Quốc Hưng nghiên cứu, chế tạo còn giúp tăng cường tuổi thọ và duy trì khả năng hoạt động cho các vật liệu, công trình ngoài trời do chúng gần như không bị nóng lên.

Quy trình sản xuất trong phòng thí nghiệm nhanh chóng được mở rộng cho mẻ sơn cỡ 10 kg. Hiện tại, TS Nguyễn Quốc Hưng có thể sản xuất 1.000 kg sơn/mẻ trong thời gian dưới 1 ngày. Quy trình thi công cũng được chuẩn hóa cho máy phun sơn bả công nghiệp.

Không có nhiều đòi hỏi về kỹ thuật, một thợ phun sơn trung bình có thể thi công 1.000 m2/ngày mà không cần đào tạo chuyên sâu. Các lớp sơn bám chắc lên bề mặt tường xi măng hoặc sắt thép.

Tuy nhiên, tác giả của sơn bức xạ RARE cho biết, việc đưa sản phẩm vào thị trường là không dễ dàng. Một sản phẩm tốt không chỉ cần có tính chất tốt, nó cần phải giải quyết được các vấn đề cụ thể trong xã hội. Để có thể làm mát một ngôi nhà, nhiệt độ bên trong nhà cần phải được giảm rõ rệt.

Tuy nhiên, nhiệt độ bên trong phụ thuộc rất nhiều yếu tố như chất liệu và thiết kế của ngôi nhà, thói quen sinh hoạt và hành vi sử dụng của chủ nhà, hướng gió và môi trường xung quanh. Trong môi trường đô thị bao quanh bởi bê tông và sắt thép, việc làm mát cho một công trình sẽ giảm ý nghĩa nếu môi trường đã bị nóng lên bởi rất nhiều hoạt động xung quanh.

Cùng với việc mở rộng quy mô sản xuất, quy mô thử nghiệm lớn hơn cũng được TS Nguyễn Quốc Hưng triển khai để giải quyết các nhu cầu chống nóng cụ thể trong xã hội. Sơn bức xạ kết hợp với sơn chống thấm có thể là một giải pháp tổng thể cho sân thượng của các nhà ở trong thành phố.

Sơn bức xạ và sơn chống rỉ có thể giúp các mái tôn không bị nóng và không bị rỉ dưới ảnh hưởng của môi trường. Chặng đường này không dễ, đặc biệt là với một nhà khoa học vốn quen thuộc với các nghiên cứu hàn lâm.

Tuy nhiên, TS Nguyễn Quốc Hưng hy vọng những nghiên cứu của mình sẽ sớm ra được thị trường và những mái nhà màu trắng được sơn bởi sơn bức xạ RARE sẽ ngày càng trở nên phổ biến.

Theo Giáo Dục Thời Đại

CÁC TIN KHÁC

Học sinh Kiên Giang chế viên nén nhiên liệu từ rác thải nhựa

Viên nén nhiên liệu được tạo ra từ vỏ trấu, rác thải nhựa xay nhuyễn trộn với bột đá vôi dolomit là sản phẩm của hai học sinh ở Kiên Giang.

Kem đánh răng thông minh

Vật liệu thủy tinh hoạt tính sinh học còn được sử dụng để thêm vào trong kem đánh răng giúp lấp đầy những vết xước, khuyết bề mặt răng.

Sinh viên tạo mặt nạ cho chân từ xương rồng

Xương rồng Nopal (Opuntia ficus-indica) là một loài cây trồng quan trọng ở những vùng hoang mạc và bán hoang mạc trên thế giới.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2023 – Sinh viên sáng chế lẩu tự sôi trong 10 phút

Nhóm sinh viên Trường Đại học Công Thương TPHCM đã sáng tạo thành công sản phẩm ăn liền lẩu chay tự sôi.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2023 – Bao bì làm từ cây dừa

Gỗ dừa và xơ sợi phế liệu từ cây dừa là nguồn nguyên liệu dồi dào cung cấp cho hoạt động sản xuất bột giấy và giấy phục vụ ngành công nghiệp bao bì. Nguồn nguyên liệu này là nguồn lực trực tiếp kéo giảm áp lực cung cấp gỗ từ rừng tự nhiên và có trách nhiệm với xã hội trong việc bảo vệ môi trường.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2023 – Đồ chơi trẻ em từ nhà sáng tạo nhí

Từ trò chơi dân gian nhảy lò cò, Châu Anh có ý tưởng thiết kế các ô nhảy di động có tính điểm, thắng giải Cuộc thi sáng tạo thanh thiếu niên nhi đồng toàn quốc 2023.

Bài viết nổi bật

Đại học Sư phạm TP.HCM ‘bắt tay’ doanh nghiệp công nghệ Việt thúc đẩy chuyển đổi số

Theo hợp tác mới ký kết với Viettel Solutions, Đại học Sư phạm TP.HCM sẽ cùng doanh nghiệp này xây dựng các giải pháp công nghệ trong giáo dục tập trung vào 4 nội dung chính.

Nhóm sinh viên trường ĐH Ngoại thương giành giải ‘Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng’

Ngày 12/6, tại Học viện Tài chính diễn ra Chung khảo Hội thi khoa học sinh viên toàn quốc 'Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng' lần thứ VII, năm 2022. Ban Giám khảo đã chọn ra nhóm sinh viên ĐH Ngoại thương TP. Hồ Chí Minh giành giải Đặc biệt.

Bài viết mới nhất

TOP 100 Hồng bảo Kỷ lục Thế giới tại Việt Nam (P.26) Cầu ngói chợ Lương (Nam Định): Biểu tượng lịch sử văn hóa xứ Thành Nam – [VIETKINGS-TOPPLUS đề cử]

(kyluc.vn) “Ai qua Cầu Ngói Chợ Lương/Ghé thăm Mỹ nghệ Hải Minh làng nghề” Với hơn 500 năm tuổi, cầu ngói Chợ Lương vẫn giữ trọn vẹn được nét đẹp xưa cũ, với kiến trúc độc nhất vô nhị theo chiều dài lịch sử. Đây chính là niềm tự hào, tự tôn của người dân Hải Hậu nói riêng và cả mảnh đất Nam Định nói chung.

Kim cương có thực sự vĩnh cửu?

Kim cương luôn được quảng cáo là loại trang sức vĩnh cửu, tượng trưng cho tình yêu, nhưng thực tế những lời đó là sản phẩm của marketing từ thế kỷ trước.

Anh phát triển vaccine ngừa ung thư phổi đầu tiên trên thế giới

Theo phóng viên tại London, các nhà khoa học tại Anh đang sử dụng công nghệ tương tự đã tạo ra vaccine ngừa COVID-19 của AstraZeneca để phát triển một loại vaccine đầu tiên trên thế giới có khả năng kích hoạt hệ miễn dịch để tiêu diệt tế bào ung thư và ngăn chặn ung thư phổi ở những người có nguy cơ cao.

Tỷ phú Ấn Độ xây nhà máy điện sạch lớn nhất thế giới

Một tỷ phú Ấn Độ đang xây nhà máy điện lớn nhất thế giới diện tích gấp 5 lần Paris, có thể nhìn thấy từ vũ trụ, đáp ứng nhu cầu điện của 16 triệu hộ gia đình.

Cáp treo Bà Nà (Đà Nẵng) – TOP 5 tuyến cáp treo hiện đại của Việt Nam thu hút nhiều khách du lịch (P.3) – [VIETKINGS-TOPPLUS – Hành trình TOP Việt Nam]

(kyluc.vn) Cáp treo Bà Nà đánh dấu một thập kỷ của một trong những khu du lịch hàng đầu Việt Nam, đánh thức vùng Núi Chúa vốn chìm trong quên lãng nhiều thập kỷ, đưa Bà Nà nói riêng, Đà Nẵng nói chung trở thành một trong những "điểm phải đến trên thế giới".

TOP 100 Hồng bảo Kỷ lục Thế giới tại Việt Nam (P.25) Tháp Nhạn (Phú Yên): Chứng tích cổ ngàn tuổi kết nối quá khứ và hiện tại – [VIETKINGS-TOPPLUS đề cử]

(kyluc.vn) Trải qua cả ngàn năm lịch sử, bất chấp thăng trầm thời gian, Tháp Nhạn vẫn sừng sững trên sườn núi Nhạn, tiếp tục kể câu chuyện về Bà Thiên Y A Na, về hành trình khai phá và phát triển mảnh đất Phú Yên của người Chăm cũng như người Việt.