Tiến sĩ phát triển sơn làm mát nhà

Loại sơn mới được TS Nguyễn Quốc Hưng sử dụng nguyên lý quang học bức xạ và phản xạ ánh sáng mặt trời, khiến nhà lúc nào cũng mát như dưới bóng cây.


TS Nguyễn Quốc Hưng, Trung tâm Nano và Năng lượng, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội vừa nghiên cứu thành công sơn bức xạ làm mát bề mặt ngoài trời (RARE).


Anh cho biết, năng lượng dành cho làm mát chiếm đến 30% tổng năng lượng hàng năm, gây tốn kém không nhỏ cho các gia đình, đặc biệt vào mùa hè. Các giải pháp chống nóng hiện nay như dùng chất cách nhiệt tôn, xốp... cho hiệu quả thấp. Sơn chống nóng đã có trên thị trường nhưng chưa phổ biến.


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 bảy lớp màng mỏng xen kẽ nhau với chiết xuất giữa các lớp rất khác nhau. Kết quả dẫn đến hai hiệu ứng: phản xạ nhiệt mặt trời (bước sóng 0.3 tới 3 µm) và bức xạ nhiệt (bước sóng 7-14 µm) rất mạnh.


Tìm hiểu các nghiên cứu trước đó, TS Hưng phát hiện ở vùng bước sóng 7-14 µm không bị hấp thụ bởi khí quyển và đi thẳng ra ngoài Trái đất, dẫn đến làm mát thụ động chính vật liệu này. Anh và các sinh viên trong nhóm nghiên cứu làm theo nhưng thất bại. Để tạo ra bảy 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.


Năm 2018, TS Hưng đổi hướng nghiên cứu chế tạo vật liệu làm mát bức xạ sử dụng phương pháp hóa học. Phương pháp này đơn giản hơn, dễ sản xuất đại trà. Dựa trên hai nguyên lý chống nóng phản xạ (Reflection) và làm lạnh bức xạ (Radiation), nhóm nghiên cứu nhanh chóng đạt được các thành công ban đầu và sơn bức xạ nhiệt RARE ra đời.


Thông thường các bề mặt ngoài trời bị nóng do hấp thụ năng lượng mặt trời. Khi phủ lên bề mặt, sơn RARE phản xạ tới 98% năng lượng nên gần như không nhận nhiệt từ mặt trời. Với cơ chế làm lạnh bức xạ, do bức xạ trong vùng trong suốt của không khí, sơn RARE không làm nóng môi trường, dẫn đến giảm nhiệt mạnh. Kết hợp hai nguyên lý này giúp các bề mặt ngoài trời gần như không bị nóng lên, luôn có nhiệt độ xấp xỉ như trong bóng râm, bất kể trời nắng như thế nào.


TS Hưng cho biết, không có vật liệu nào trên thị trường làm được điều này mà không cần năng lượng bên ngoài.


Sơn chống nóng thông thường chỉ sử dụng cơ chế phản xạ thông qua việc trộn các hạt nano tăng cường phản xạ vào nền sơn thông dụng. Sơn RARE của TS Hưng vừa có các hạt nano bức xạ, đồng thời chứa cả hạt nano phản xạ. Do đó, khi sơn phủ, bề mặt gần như không tăng nhiệt.


Tức là nếu một ngôi nhà được phủ sơn làm mát sẽ giống như ngôi nhà đó nằm dưới bóng cây. Ban đêm, khi không nhận biệt từ mặt trời, bề mặt sơn có thể giảm 5-10 độ so với không khí. Mùa đông, khi nhiệt độ ngoài trời khoảng 15 độ C thì bề mặt sơn sẽ khoảng 5 độ C, "đây là điều cần lưu ý khi sử dụng sơn RARE", TS Hưng nói.


Để thử độ bền của tính năng làm mát, TS Hưng đưa sơn vào máy gia tốc điều kiện môi trường. Kết quả cho thấy sơn không bị suy giảm khả năng làm mát theo thời gian, độ bền của sơn trên mười năm. Tuy nhiên lớp phủ ngoài của sơn vẫn bị bám bẩn theo thời gian dù trong sơn có cả cơ chế tự làm sạch và chống bẩn. Do vậy để đảm bảo công suất thì bề mặt sơn phủ cần được làm sạch hàng năm.


Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm dùng sơn phủ cho nhà thép có kích thước 2x2 m2 , đóng kín, không đối lưu không khí, trần cao 2 m, trong điều kiện nắng nóng. Thiết kế này được cho là bất lợi trong việc làm mát không gian. Tuy nhiên kết quả cho thấy, nhiệt độ trong nhà luôn bằng hoặc nhỏ hơn nhiệt độ môi trường.


TS Hưng cho biết, loại sơn này có thể phủ lên tất cả các bề mặt ngoài trời như gỗ, đá, nhựa, kim loại, bê tông... Hiện tại, anh và nhóm nghiên cứu đang tập trung thử nghiệm cho kim loại (mái nhà, hộp kỹ thuật) và bê tông, tường (giải pháp chống nóng cho các công trình dân dụng). "Đây là loại sơn duy nhất ở Việt Nam ở thời điểm hiện tại", TS Hưng cho biết. Ngoài tính năng làm mát, sơn còn có khả năng chống rỉ cho kim loại, chống nước và chống thấm.


Ông Lê Tiến Cường (Khu đô thị Nam Cường, Cổ Nhuế 1, Bắc Từ Liêm, Hà Nội) cho biết, gia đình ông đã sử dụng thử nghiệm sơn RARE cho ngôi nhà hơn 100 m vào tháng 7/2021. Sau khi sơn phủ lên mái tôn của sân thượng, nhiệt độ các phòng tầng trên cùng giảm hẳn khoảng 30-40% vào những ngày nắng nóng. Cảm nhận rõ nhất là nhiệt độ trong phòng mát, dễ chịu dưới trời nắng 38 độ C.


Công nghệ của TS Hưng vừa được chọn giới thiệu trong Chương trình cố vấn từ xa và hỗ trợ thương mại hóa công nghệ do Tổ chức Sở hữu Trí tuệ Thế giới (WIPO) tổ chức dành cho Mạng lưới IP-HUB mà Đại học Quốc gia Hà Nội là thành viên.


Tô Hội









Tien si phat trien son lam mat nha


Loai son moi duoc TS Nguyen Quoc Hung su dung nguyen ly quang hoc buc xa va phan xa anh sang mat troi, khien nha luc nao cung mat nhu duoi bong cay.


TS Nguyen Quoc Hung, Trung tam Nano va Nang luong, Truong Dai hoc Khoa hoc Tu nhien, DHQG Ha Noi vua nghien cuu thanh cong son buc xa lam mat be mat ngoai troi (RARE).


Anh cho biet, nang luong danh cho lam mat chiem den 30% tong nang luong hang nam, gay ton kem khong nho cho cac gia dinh, dac biet vao mua he. Cac giai phap chong nong hien nay nhu dung chat cach nhiet ton, xop... cho hieu qua thap. Son chong nong da co tren thi truong nhung chua pho bien.


Nam 2014, TS Hung biet den cong trinh cua cac nha khoa hoc o truong Dai hoc Stanford (My) ve lam mat buc xa. De lam mat, ho che tao ra vat lieu bay lop mang mong xen ke nhau voi chiet xuat giua cac lop rat khac nhau. Ket qua dan den hai hieu ung: phan xa nhiet mat troi (buoc song 0.3 toi 3 µm) va buc xa nhiet (buoc song 7-14 µm) rat manh.


Tim hieu cac nghien cuu truoc do, TS Hung phat hien o vung buoc song 7-14 µm khong bi hap thu boi khi quyen va di thang ra ngoai Trai dat, dan den lam mat thu dong chinh vat lieu nay. Anh va cac sinh vien trong nhom nghien cuu lam theo nhung that bai. De tao ra bay lop mang mong, doi hoi ky thuat rat cao, may moc rat hien dai, trong khi dieu kien nghien cuu cua anh khi do khong dap ung duoc.


Nam 2018, TS Hung doi huong nghien cuu che tao vat lieu lam mat buc xa su dung phuong phap hoa hoc. Phuong phap nay don gian hon, de san xuat dai tra. Dua tren hai nguyen ly chong nong phan xa (Reflection) va lam lanh buc xa (Radiation), nhom nghien cuu nhanh chong dat duoc cac thanh cong ban dau va son buc xa nhiet RARE ra doi.


Thong thuong cac be mat ngoai troi bi nong do hap thu nang luong mat troi. Khi phu len be mat, son RARE phan xa toi 98% nang luong nen gan nhu khong nhan nhiet tu mat troi. Voi co che lam lanh buc xa, do buc xa trong vung trong suot cua khong khi, son RARE khong lam nong moi truong, dan den giam nhiet manh. Ket hop hai nguyen ly nay giup cac be mat ngoai troi gan nhu khong bi nong len, luon co nhiet do xap xi nhu trong bong ram, bat ke troi nang nhu the nao.


TS Hung cho biet, khong co vat lieu nao tren thi truong lam duoc dieu nay ma khong can nang luong ben ngoai.


Son chong nong thong thuong chi su dung co che phan xa thong qua viec tron cac hat nano tang cuong phan xa vao nen son thong dung. Son RARE cua TS Hung vua co cac hat nano buc xa, dong thoi chua ca hat nano phan xa. Do do, khi son phu, be mat gan nhu khong tang nhiet.


Tuc la neu mot ngoi nha duoc phu son lam mat se giong nhu ngoi nha do nam duoi bong cay. Ban dem, khi khong nhan biet tu mat troi, be mat son co the giam 5-10 do so voi khong khi. Mua dong, khi nhiet do ngoai troi khoang 15 do C thi be mat son se khoang 5 do C, "day la dieu can luu y khi su dung son RARE", TS Hung noi.


De thu do ben cua tinh nang lam mat, TS Hung dua son vao may gia toc dieu kien moi truong. Ket qua cho thay son khong bi suy giam kha nang lam mat theo thoi gian, do ben cua son tren muoi nam. Tuy nhien lop phu ngoai cua son van bi bam ban theo thoi gian du trong son co ca co che tu lam sach va chong ban. Do vay de dam bao cong suat thi be mat son phu can duoc lam sach hang nam.


Nhom nghien cuu da thu nghiem dung son phu cho nha thep co kich thuoc 2x2 m2 , dong kin, khong doi luu khong khi, tran cao 2 m, trong dieu kien nang nong. Thiet ke nay duoc cho la bat loi trong viec lam mat khong gian. Tuy nhien ket qua cho thay, nhiet do trong nha luon bang hoac nho hon nhiet do moi truong.


TS Hung cho biet, loai son nay co the phu len tat ca cac be mat ngoai troi nhu go, da, nhua, kim loai, be tong... Hien tai, anh va nhom nghien cuu dang tap trung thu nghiem cho kim loai (mai nha, hop ky thuat) va be tong, tuong (giai phap chong nong cho cac cong trinh dan dung). "Day la loai son duy nhat o Viet Nam o thoi diem hien tai", TS Hung cho biet. Ngoai tinh nang lam mat, son con co kha nang chong ri cho kim loai, chong nuoc va chong tham.


Ong Le Tien Cuong (Khu do thi Nam Cuong, Co Nhue 1, Bac Tu Liem, Ha Noi) cho biet, gia dinh ong da su dung thu nghiem son RARE cho ngoi nha hon 100 m vao thang 7/2021. Sau khi son phu len mai ton cua san thuong, nhiet do cac phong tang tren cung giam han khoang 30-40% vao nhung ngay nang nong. Cam nhan ro nhat la nhiet do trong phong mat, de chiu duoi troi nang 38 do C.


Cong nghe cua TS Hung vua duoc chon gioi thieu trong Chuong trinh co van tu xa va ho tro thuong mai hoa cong nghe do To chuc So huu Tri tue The gioi (WIPO) to chuc danh cho Mang luoi IP-HUB ma Dai hoc Quoc gia Ha Noi la thanh vien.


To Hoi


Tiến sĩ phát triển sơn làm mát nhà

Loại sơn mới được TS Nguyễn Quốc Hưng sử dụng nguyên lý quang học bức xạ và phản xạ ánh sáng mặt trời, khiến nhà lúc nào cũng mát như dưới bóng cây.
Giới thiệu cho bạn bè
  • gplus
  • pinterest

Bình luận

Đăng bình luận

Đánh giá: