Loại sơn mới do Tiến sĩ Nguyễn Quốc Hùng sử dụng sử dụng nguyên lý bức xạ và phản xạ ánh sáng mặt trời giúp ngôi nhà luôn mát mẻ như bóng cây.
Tiến sĩ Nguyễn Quốc Hùng đến từ Trung tâm Nano và Năng lượng thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội đã nghiên cứu thành công lớp phủ làm mát bề mặt ngoài trời bức xạ (RARE).
Anh cho biết, năng lượng sử dụng cho việc làm lạnh chiếm 30% tổng năng lượng hàng năm, mang lại chi phí rất lớn cho gia đình, đặc biệt là vào mùa hè. Các giải pháp chống nóng hiện nay như sử dụng tôn, xốp cách nhiệt… không hiệu quả. Sơn chống nóng đã có trên thị trường nhưng chưa phổ biến.
Năm 2014, Tiến sĩ Hùng biết đến công trình nghiên cứu của các nhà khoa học tại Đại học Stanford trong lĩnh vực làm mát bằng bức xạ. Để làm mát, họ đã tạo ra một vật liệu có bảy lớp phim xen kẽ với các chiết xuất xen kẽ rất khác nhau. Kết quả là tạo ra hai hiệu ứng: phản xạ nhiệt mặt trời rất mạnh (bước sóng 0,3 đến 3 µm) và bức xạ nhiệt (bước sóng 7-14 µm).
Tìm hiểu nghiên cứu trước đó, TS Hùng nhận thấy ở dải bước sóng 7-14 µm sẽ không bị khí quyển hấp thụ và đi trực tiếp vào trái đất, dẫn đến vật liệu này bị làm lạnh thụ động. Anh và các sinh viên trong nhóm nghiên cứu đã làm theo, nhưng không thành công. Để làm được phim bảy lớp đòi hỏi công nghệ rất cao và máy móc rất hiện đại, điều kiện nghiên cứu của ông lúc đó chưa có.
Năm 2018, Tiến sĩ Hồng chuyển hướng, sử dụng phương pháp hóa học để nghiên cứu chế tạo vật liệu làm mát bằng bức xạ. Phương pháp này đơn giản hơn và dễ sản xuất hàng loạt. Dựa trên hai nguyên lý là chống phản xạ nhiệt (Reflection) và làm mát bằng bức xạ (Radiation), nhóm nghiên cứu đã nhanh chóng đạt được thành công bước đầu, và lớp phủ bức xạ nhiệt RARE ra đời.
Thông thường bề mặt ngoài trời nóng lên do hấp thụ năng lượng mặt trời. Khi phủ lên bề mặt, lớp phủ HIẾM có thể phản xạ tới 98% năng lượng nên hầu như không nhận nhiệt từ mặt trời. Với cơ chế làm mát bằng bức xạ, các lớp phủ RARE sẽ không làm nóng môi trường do bức xạ trong khu vực trong suốt không khí, dẫn đến thất thoát nhiệt mạnh. Kết hợp hai nguyên tắc này, bề mặt ngoài trời hầu như không có nhiệt, dù thời tiết có nắng đến đâu, nhiệt độ luôn bằng với bóng râm.
TS Hồng cho biết, trên thị trường không có loại vật liệu nào làm được điều này mà không cần đến năng lượng bên ngoài.
Các lớp phủ chống nóng truyền thống chỉ sử dụng cơ chế phản xạ bằng cách trộn các hạt nano tăng cường phản xạ vào vật liệu cơ bản của lớp phủ thông thường. Các lớp phủ của Dr.Hùng’s RARE có cả hạt nano bức xạ và hạt nano phản xạ. Do đó, trong quá trình sơn, bề mặt hầu như không sinh nhiệt.
Nói cách khác, nếu ngôi nhà được phủ bằng sơn làm mát, nó trông giống như nó đang ở dưới bóng cây. Vào ban đêm, khi không thể phân biệt được với ánh nắng mặt trời, bề mặt sơn sẽ giảm từ 5-10 độ so với không khí. Vào mùa đông, khi nhiệt độ ngoài trời khoảng 15 độ C, bề mặt sơn sẽ còn khoảng 5 độ C. “Đây là điều cần nhớ khi sử dụng các loại sơn quý hiếm”, TS Hồng nói.
Để kiểm tra độ bền của chức năng làm mát, TS Hùng cho sơn vào máy gia tốc trong điều kiện môi trường. Kết quả cho thấy rằng sơn sẽ không bị mất khả năng làm mát theo thời gian, và tuổi thọ của sơn sẽ vượt quá mười năm. Tuy nhiên, ngay cả khi sơn có cơ chế tự làm sạch và chống bám bẩn, lớp sơn phủ bên ngoài vẫn bị bám bẩn theo thời gian. Vì vậy, để đảm bảo công suất, bề mặt sơn cần được làm sạch mỗi năm một lần.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm việc sử dụng lớp phủ kiến trúc cho các kết cấu thép có kích thước 2×2 mét.2 Kín, không đối lưu không khí, trần cao 2 m, trong điều kiện nắng nóng. Có ý kiến cho rằng, thiết kế này bất lợi về khả năng làm mát không gian. Tuy nhiên, kết quả cho thấy nhiệt độ trong nhà luôn bằng hoặc thấp hơn nhiệt độ môi trường.
TS Hồng cho biết, lớp phủ này có thể phủ được tất cả các bề mặt ngoài trời, như gỗ, đá, nhựa, kim loại, bê tông … Hiện anh và nhóm nghiên cứu đang tập trung thử nghiệm kim loại (mái, hộp kỹ thuật) và bê tông, tường ( công trình dân dụng) Các giải pháp chống nóng). “Đây là loại sơn duy nhất hiện nay ở Việt Nam”, TS Hồng nói. Ngoài chức năng làm mát, sơn còn có chức năng chống rỉ, chống thấm và chống thấm cho kim loại.
Anh Lê Tiến Cường (Khu đô thị Nam Cường, Cổ Nhuế 1, Bắc Từ Liêm, Hà Nội) cho biết, gia đình anh sử dụng sơn RARE thử nghiệm trên những ngôi nhà trên 100 m vào tháng 7/2021. Sau khi sơn lại mái tôn sân thượng, những ngày nắng nóng nhiệt độ căn phòng trên cùng giảm đến 30 – 40%. Cảm nhận rõ nhất là nhiệt độ trong phòng mát mẻ, dễ chịu dưới ánh nắng 38 độ C.
Công nghệ của TS Hồng vừa được chọn vào chương trình hướng dẫn từ xa và hỗ trợ thương mại hóa công nghệ của tổ chức mạng IP-HUB thuộc Tổ chức Sở hữu trí tuệ thế giới (WIPO) là thành viên của Đại học Quốc gia Hà Nội.
.