Chế tạo thành công sơn "siêu trắng" có thể phản xạ 95,5% ánh sáng, giúp nhà mát mẻ mà không cần điều hòa

Nhóm nghiên cứu từ Đại học Purdue, Indiana (Mỹ) vừa chế tạo thành công loại sơn "siêu trắng", phản xạ 95,5% ánh sáng mặt trời, có thể làm mát tòa nhà mà không cần điều hòa nhiệt độ.

Trong vài năm trở lại đây, các nhà khoa học đã phát minh ra được các loại vật chất siêu tối, có khả năng hấp thụ toàn bộ lượng ánh sáng chiếu vào, đơn cử như loại vật chất Vantablack. Khi ánh sáng không thể phản chiếu lại, mọi vật thể 3 chiều được phủ loại vật chất này đều nhìn trông như mặt phẳng 2 chiều.

Tuy nhiên, điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta chế tạo ra loại vật chất có đặc tính trái ngược hoàn toàn với các vật chất siêu tối, tức khả năng phản chiếu toàn bộ ánh sáng chiếu vào?

Theo đó, một loại sơn "siêu trắng" với khả năng phản xạ ánh sáng cực tốt vừa được chế tạo thành công bởi nhóm nghiên cứu của Đại học Purdue (Mỹ). Nếu như vật chất tối Vantablack có thể hấp thụ 99,86% ánh sáng Mặt trời chiếu vào, thì loại sơn "siêu trắng" này có thể phản chiếu tới 95,5% ánh sáng Mặt trời.

Loại sơn làm mát này có khả năng phản xạ ánh sáng tới 95,5%.

Theo các định luật vật lý cơ bản, các vật thể hay bề mặt có màu trắng phản xạ nhiều ánh sáng hơn những màu khác. Trên lý thuyết, các công trình, nhà cửa sơn màu trắng sẽ có nhiệt độ mát mẻ hơn.

Nhiều loại sơn chống nóng khác nhau đã được các hãng sơn lớn trên thế giới phát triển trong nhiều năm qua. Hầu hết những loại sơn này sử dụng các loại vật liệu như thủy tinh, Teflon hoặc phổ biến nhất là titanium dioxide để có thể phản xạ ánh sáng Mặt trời. Tuy nhiên, tất cả loại vật liệu này đều có mặt hạn chế.

Do vậy, các nhà khoa học ở Đại học Purdue đã nghiên cứu một ‘công thức’ khác. Nhóm đã dành 6 năm để chế tạo ra loại sơn này bằng cách phân tích hơn 100 vật liệu với hơn 50 công thức khác nhau. Cuối cùng, thay vì dùng titanium dioxide để chế tạo sơn, nhóm dùng nhiều bột đá canxi cacbonat (CaCO₃). Đây là loại vật liệu rẻ, dễ tìm, và hấp thụ ít tia cực tím độc hại nên khá hoàn hảo để làm vật liệu xây dựng.

Được biết, nồng độ hạt CaCO₃ trong sơn đạt khoảng 60%, với mỗi hạt có kích thước khác nhau, giúp tăng hiệu suất phân tán ánh sáng Mặt trời. Cũng nhờ lượng canxi cacbonat cao, loại sơn này sáng bóng hơn, được xếp vào nhóm "siêu trắng".

Hình ảnh hồng ngoại so sánh nhiệt độ của loại sơn làm mát mới (trái) và mẫu sơn thương mại (phải).

Để kiểm nghiệm khả năng làm mát, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm lớp phủ mới ngoài trời trong hai ngày. Kết quả, ngay cả khi bị chiếu trực tiếp bởi ánh sáng Mặt trời, loại sơn này vẫn mát hơn 1,7°C so với nhiệt độ môi trường xung quanh. Với công suất làm mát tương đương 37 W/m2, lớp sơn này thậm chí còn mát hơn 10°C so với so với nhiệt độ môi trường xung quanh vào buổi tối.

Tiến sĩ Xiulin Ruan - đồng tác giả của nghiên cứu cho biết, công thức làm loại sơn "siêu trắng" này tương thích với quy trình sản xuất sơn công nghiệp hiện tại. Đáng chú ý, chi phí sản xuất sơn cũng rẻ hơn gấp rưỡi so với các loại sơn thông thường.

"Điều đặc biệt là loại sơn có độ bền tốt, có thể dùng ngoài trời nhiều năm", Xiulin Ruan nói. Đại diện nhóm nghiên cứu cũng cho biết, loại sơn mới được kỳ vọng sẽ giúp làm các tòa nhà, cao ốc, giảm bớt nhu cầu sử dụng máy lạnh vào mùa hè.