Loại sơn trắng nhất thế giới, thay thế điều hoà nhiệt độ

Loại sơn này trắng đến mức có thể loại bỏ nhu cầu sử dụng điều hoà nhiệt độ và mới đây đã được ghi vào sách Kỷ lục Guinness thế giới.

Giáo sư Xiulin Ruan và các sinh viên của ông đã tạo ra loại sơn trắng nhất, giúp hạ nhiệt độ bề mặt sơn so với môi trường xung quanh. Ảnh: Purdue University

Theo tờ USA Today, các nhà khoa học cho biết loại sơn trắng nhất trên thế giới đã được tạo ra trong một phòng thí nghiệm tại Đại học Purdue (Mỹ) – một loại sơn trắng đến mức có thể làm giảm hoặc thậm chí loại bỏ nhu cầu sử dụng điều hòa nhiệt độ.

Loại sơn nói trên hiện đã được ghi vào sách kỷ lục Guinness thế giới với tư cách là sơn trắng nhất từng được tạo ra.

Vậy tại sao các nhà khoa học lại tạo ra một loại sơn như vậy? Hóa ra, phá kỷ lục thế giới không phải là mục tiêu của các nhà nghiên cứu, mà đích đến của họ là hạn chế tình trạng nóng lên toàn cầu.

“Khi bắt đầu dự án này khoảng 7 năm trước, chúng tôi đã nghĩ đến việc tiết kiệm năng lượng và chống biến đổi khí hậu”, Xiulin Ruan, Giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Đại học Purdue, cho biết trong một tuyên bố. Theo ông, ý tưởng của nhóm nghiên cứu là tạo ra một loại sơn có thể phản chiếu ánh sáng mặt trời từ các tòa nhà, từ đó hỗ trợ cho cuộc chiến chống biến đổi khí hậu.

Việc làm cho lớp sơn này phản chiếu ánh sáng tốt nhất cũng là làm cho nó mang màu trắng nhất. Lớp sơn phản xạ 98,1% bức xạ mặt trời đồng thời toả ra nhiệt hồng ngoại. Do sơn hấp thụ ít nhiệt từ mặt trời hơn nó tỏa ra, bề mặt phủ sơn này được làm mát dưới mức nhiệt độ môi trường xung quanh mà không tiêu tốn điện năng.

Sử dụng lớp sơn mới nói trên để phủ một diện tích mái nhà khoảng 300 mét vuông có thể tạo ra công suất làm mát là 10 kilowatt. Giáo sư Ruan cho hay: “Nó còn mạnh hơn máy điều hòa không khí mà hầu hết các ngôi nhà sử dụng”.

Các loại sơn chống nắng trên thị trường được thiết kế chỉ phản xạ 80% đến 90% ánh sáng Mặt trời và không thể làm cho bề mặt mát hơn môi trường xung quanh.

Các nhà khoa học tại Đại học Purdue cho biết hai đặc điểm khiến loại sơn của họ trở nên siêu trắng là nồng độ rất cao của một hợp chất hóa học gọi là bari sulfat, và các kích thước hạt khác nhau của bari sulfat trong sơn.

Lớp sơn siêu trắng mới phản chiếu 98,1% ánh sáng mặt trời – nhiều hơn so với lớp sơn giữ kỷ lục cũ, phản xạ 95,5%. Màu sơn hoàn toàn trái ngược với loại sơn siêu đen mà các nhà nghiên cứu đã tạo ra vào năm 2014, được gọi là “vantablack”, hấp thụ 99,9% ánh sáng nhìn thấy.

Giáo sư Xiulin Ruan, một trong các đồng tác giả của nghiên cứu, cầm một tấm mẫu loại sơn trắng nhất. Ảnh: Purdue University

Để tạo ra màu sơn mới, nhóm nghiên cứu tại Đại học Purdue đã xem xét hơn 100 vật liệu màu trắng và sau đó thử nghiệm khoảng 10 loại trong số đó với các công thức khác nhau.

Lớp sơn siêu trắng trước đây của họ được làm từ canxi cacbonat (công thức hoá học CaCO3), một hợp chất được tìm thấy trong đá và vỏ sò. Lần này, các kỹ sư đã tạo ra loại sơn mới bằng cách sử dụng nồng độ cao bari sulfat, một hợp chất không hòa tan màu trắng, không mùi, được sử dụng làm “phương tiện tương phản” trong chụp X-quang hoặc CT bằng cách phủ lên thành thực quản, dạ dày hoặc ruột để chúng có thể được chụp ảnh rõ ràng. Nó cũng được sử dụng để làm cho giấy ảnh và mỹ phẩm có màu trắng.

Các kỹ sư đã tăng thêm khả năng phản xạ của sơn trắng bằng cách thay đổi kích thước hạt của bari sulfat. Mỗi hạt tán xạ bao nhiêu ánh sáng phụ thuộc vào kích thước của nó; phạm vi kích thước cho phép sơn phân tán nhiều bước sóng khác nhau.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng sơn của họ có thể giữ cho các bề mặt mát hơn khoảng 10,6 độ C so với môi trường xung quanh vào ban đêm và mát hơn 4,4 độ C so với môi trường xung quanh khi nắng Mặt trời mạnh, vào khoảng giữa trưa.Nhóm nghiên cứu tại Đại học Purdue đã hợp tác với một công ty để đưa loại sơn siêu trắng này ra thị trường.

Hiện nay, một số thành phố trên thế giới đã sơn mái nhà màu trắng để tiết kiệm năng lượng. Ví dụ, thành phố New York gần đây đã sơn gần 1 triệu mét vuông mái nhà màu trắng.

Theo BBC, các nhà khoa học cũng đang xem xét khả năng sử dụng sơn để hạ nhiệt hành tinh nếu nó được phủ lên những khu vực không có con người sinh sống. Giáo sư Ruan nói với BBC: “Chúng tôi ước tính chỉ cần sơn 1% bề mặt Trái đất bằng loại sơn này – có lẽ ở khu vực không có người sinh sống được bao phủ bởi đá – điều đó có thể giúp chống lại xu hướng biến đổi khí hậu”.