Kết nối với chúng tôi

Khoa học

Tiến sĩ phát triển sơn làm mát gia dụng

Được phát hành

on

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).

Advertisement

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.

Advertisement

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.

Advertisement

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.

.

Tiếp tục đọc
Bấm để bình luận

Leave a Reply

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Khoa học

Các phi hành gia thu hoạch lứa ớt không gian đầu tiên

Được phát hành

on

Qua

Các phi hành gia trồng ớt trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) trong khoảng 4 tháng trước khi thu hoạch ớt để phân tích và chế biến thành thực phẩm.

Vào ngày 29/10, các phi hành gia đã thu hoạch lứa ớt đầu tiên được trồng trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Hạt tiêu được trồng vào tháng 7 theo thí nghiệm Plant Habitat-04, đây là một trong những thí nghiệm thực vật phức tạp nhất trên Trạm vũ trụ quốc tế cho đến nay, vì cây tiêu phát triển lâu hơn các loại cây trước đó (như rau diếp, hoa cúc và hoa cúc). Có ngũ sắc và củ cải. Ớt có thể tăng hoặc giảm độ cay của chúng, tùy thuộc vào lượng nước mà chúng tiếp nhận và ảnh hưởng của việc sống trong môi trường không trọng lực.

Sau khi thu hoạch, các phi hành gia làm sạch ớt, sau đó lấy mẫu một số ớt xanh và đỏ, đồng thời tiến hành khảo sát mùi vị và kết cấu. Phi hành gia Megan MacArthur của NASA sau đó đã làm “bánh tét không gian” với ớt, thịt bò fajitas, atisô và cà chua phơi nắng với nước.

Một số cây ớt sẽ được gửi trở lại Trái đất để phân tích, và cây tiêu sẽ tiếp tục phát triển trên trạm vũ trụ. Phi hành đoàn Crew-3 (SpaceX) sẽ tiến hành vụ thu hoạch hạt tiêu thứ hai sau khi đến Trạm vũ trụ quốc tế. Tàu vũ trụ dự kiến ​​sẽ rời bệ phóng của Trung tâm Vũ trụ Kennedy (NASA) ở Florida trong tháng này.

Advertisement

Thực phẩm tươi ngon hiếm có giúp thực đơn đa dạng hơn và mang đến sự thích thú cho các phi hành gia. Không chỉ vậy, thành công của thí nghiệm Plant Habitat-04 còn có ý nghĩa khoa học to lớn đối với chế độ dinh dưỡng của các phi hành gia và các sứ mệnh không gian dài hạn.

Con người đã sống và làm việc trên Trạm vũ trụ quốc tế trong 20 năm. Hầu hết thực phẩm được đóng gói sẵn, mặc dù đôi khi họ nhận được thực phẩm tươi sống từ tàu tiếp tế. Tuy nhiên, những nguồn cung cấp như vậy sẽ bị hạn chế hơn đối với các nhiệm vụ không gian đường dài và tầm xa, bao gồm cả các chuyến đi lên mặt trăng và sao Hỏa. Đồng thời, thực phẩm đóng gói càng để lâu, chúng càng mất nhiều chất dinh dưỡng (như vitamin C và vitamin K).

Kể từ năm 2015, các phi hành gia đã trồng thành công 10 cây trên Trạm Vũ trụ Quốc tế và lấy mẫu từng cây. Ớt là một nguồn cung cấp vitamin C tuyệt vời và chứa nhiều chất dinh dưỡng quan trọng khác. Ớt là cây tự thụ phấn nên rất dễ trồng. Quả tiêu có thể hái và ăn trực tiếp mà không cần nấu chín. Vì chúng chứa rất ít vi sinh vật nên chúng cũng rất an toàn để ăn sống.

Qiutao (theo dõi CNN)

.

Advertisement

Tiếp tục đọc

Khoa học

Nhìn biến đổi khí hậu từ góc độ khoa học

Được phát hành

on

Qua

Khí thải carbon dioxide, chủ yếu từ các hoạt động của con người, là một thách thức toàn cầu để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu.

Trọng tâm chính của các cuộc đàm phán đang diễn ra tại hội nghị thượng đỉnh COP26 ở Glasgow là carbon dioxide (CO2), khí nhà kính thải ra khi con người đốt nhiên liệu hóa thạch như than và dầu, và khí tự nhiên, cũng như cháy rừng và sử dụng đất.

Cuộc Cách mạng Công nghiệp vào cuối những năm 1800 bắt đầu thúc đẩy việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Nó cung cấp năng lượng quan trọng cho ngành công nghiệp, nhưng nó cũng làm tăng đáng kể lượng khí thải carbon dioxide trong thế kỷ đó. Các phép đo của hệ thống từ giữa những năm 1900 đã chỉ ra rằng lượng carbon dioxide trong khí quyển đã tăng đều đặn, hầu hết trong số đó có thể bắt nguồn trực tiếp từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch.

Tại sao khí cacbonic gây ra biến đổi khí hậu?

Advertisement

Khi thải vào khí quyển, CO2 có xu hướng tích tụ trong thời gian dài. Chỉ một nửa được thực vật và đại dương hấp thụ, nửa còn lại có thể tồn tại trong khí quyển hàng trăm năm, gây ra hiệu ứng nhà kính.

Sau đây là cách thức hoạt động của hiệu ứng nhà kính. Mặt trời của chúng ta gửi rất nhiều năng lượng cho trái đất. Trái đất hấp thụ năng lượng này và phát ra bức xạ hồng ngoại trước khi quay trở lại không gian. Carbon dioxide tích tụ trong khí quyển, khiến một số bức xạ bị giữ lại và làm hành tinh của chúng ta nóng lên. Mật độ CO2 càng cao thì nhiệt độ toàn cầu tăng càng mạnh. Nồng độ carbon dioxide trong khí quyển ngày nay là khoảng 414 ppm, cao hơn gần một lần rưỡi so với 280 ppm trong thời kỳ tiền công nghiệp.

Vào năm 2020, do số lượng người lái xe giảm do đại dịch, một số ngành công nghiệp đã phải tạm thời đóng cửa, lượng khí thải carbon dioxide trong nhiên liệu hóa thạch giảm khoảng 6%, nhưng điều này không ngăn được sự gia tăng. Tăng nồng độ carbon dioxide trong khí quyển, vì lượng khí thải do hoạt động của con người gây ra vượt xa lượng mà tự nhiên có thể hấp thụ.

Ngay cả khi thế giới ngừng phát thải carbon dioxide, sẽ mất hàng trăm năm để nồng độ carbon dioxide trong khí quyển giảm “tự nhiên” đến mức mà chu kỳ carbon của trái đất có thể khôi phục lại sự cân bằng.

Làm thế nào mà nhiệt độ tăng trên tất cả các lục địa?

Advertisement

Không có gì đáng ngạc nhiên khi nhiệt độ của mọi lục địa và đại dương trên thế giới đang tăng lên. Tuy nhiên, tốc độ gia tăng ở các nơi không giống nhau vì có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ địa phương, chẳng hạn như sử dụng đất (bao nhiêu năng lượng mặt trời được hấp thụ và phản xạ), hoặc các yếu tố khác. Nguồn nhiệt cục bộ và ô nhiễm như đảo nhiệt đô thị.

Ví dụ, Bắc Cực đang ấm lên gấp ba lần mức trung bình toàn cầu, một phần là do khi trái đất ấm lên, băng và tuyết tan chảy khiến bề mặt dễ dàng hấp thụ năng lượng hơn là phản xạ bức xạ mặt trời.

Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến hành tinh như thế nào?

Hệ thống khí hậu của Trái đất liên kết với nhau một cách phức tạp, vì vậy, ngay cả một sự thay đổi nhiệt độ nhỏ cũng có thể có tác động lớn, chẳng hạn như băng và tuyết tan chảy và mực nước biển dâng cao.

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng nhiệt độ tăng sẽ ảnh hưởng đến lượng mưa, sông băng, hình thái thời tiết, hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới và bão. Tần suất, thời gian và mức độ nghiêm trọng của các đợt nắng nóng cũng ngày càng gia tăng, ảnh hưởng đến hệ sinh thái, đời sống con người, thương mại và nông nghiệp.

Advertisement

Hầu hết các ghi chép về mực nước biển cho thấy nó đã tăng lên trong 150 năm qua do các sông băng tan chảy và các đại dương đang mở rộng. Mực nước biển dâng cao đã làm trầm trọng thêm tình trạng ngập lụt ven biển.

Các nhà khoa học khí hậu đang nghiên cứu để dự đoán tác động trong tương lai của việc gia tăng lượng khí thải carbon dioxide và những thay đổi dự đoán khác (chẳng hạn như dân số thế giới). Rõ ràng, nhiệt độ sẽ tăng và lượng mưa sẽ thay đổi. Mức độ chính xác phụ thuộc vào nhiều yếu tố tương tác.

Một vài lý do để hy vọng

Một điều tích cực là nghiên cứu khoa học tiếp tục nâng cao hiểu biết của chúng ta về khí hậu và các hệ thống phức tạp của Trái đất, từ đó giúp xác định các khu vực dễ bị tổn thương nhất và cung cấp hướng dẫn để giảm tác động của biến đổi khí hậu.

Nghiên cứu về các nguồn năng lượng tái tạo và thay thế, cũng như các giải pháp thu giữ carbon từ không khí, đang tạo ra nhiều lựa chọn hơn để chuẩn bị tốt hơn cho xã hội.

Advertisement

Đồng thời, với việc nâng cao nhận thức cá nhân, nhiều người bắt đầu tìm cách giảm bớt ảnh hưởng của bản thân. Thị trường xe điện, năng lượng mặt trời và gió đang phát triển với tốc độ chưa từng có. Ngày càng có nhiều người sẵn sàng áp dụng các chiến lược mới để sử dụng năng lượng hiệu quả hơn và đạt được mức tiêu dùng bền vững hơn.

Các nhà khoa học cho rằng việc chuyển đổi nhiên liệu hóa thạch thành năng lượng tái tạo là chìa khóa để chống lại biến đổi khí hậu và có lợi ích trực tiếp đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái.

Duẩn Dương (theo dõi hội thoại)

.

Advertisement
Tiếp tục đọc

Khoa học

Những sinh vật độc nhất vô nhị ở “nóc nhà” ở tỉnh Gia Lai-VnExpress

Được phát hành

on

Qua

Một sinh vật độc nhất vô nhị của “nóc nhà” ở Tỉnh Gia Lai.

Tiếp tục đọc

Xu hướng