Vật liệu gốm làm mát dùng cho ngành xây dựng

Nhóm nghiên cứu gọi vật liệu mới là gốm làm mát, sở hữu đặc tính quang học hiệu suất cao tạo ra hệ thống làm mát không cần năng lượng hay chất làm lạnh.

“Gốm làm mát của chúng tôi có các đặc tính quang học tiên tiến cùng tính ứng dụng cao. Màu sắc, khả năng chống chịu thời tiết, độ bền cơ học và khả năng làm giảm hiệu ứng Leiden Frost (chất lỏng tiếp xúc với bề mặt nhiệt độ cao hóa thành hơi tạo thành lớp cách nhiệt mỏng) là loạt đặc tính đảm bảo sự bền bỉ và linh hoạt của gốm”, theo Phó giáo sư CityU Edwin Tso Chi-yan.

Gốm làm mát đặt trên mái nhà - Ảnh: Interesting Engineering

Tính độc đáo của vật liệu mới đến từ cấu trúc xốp có thứ bậc được thiết lập từ nguyên tố vô cơ thông thường như nhôm oxide. Quá trình chế tạo cũng chỉ gồm hai công đoạn cơ bản là đảo pha (thay đổi nhiệt độ cố định) và thiêu kết (nén vật liệu để tạo thành khối rắn bằng nhiệt hoặc áp suất mà không nung chảy đến điểm hóa lỏng) nên tiềm năng sản xuất gốm làm mát với quy mô lớn hoàn toàn khả thi.

Hơn nữa, gốm làm mát còn làm giảm hấp thụ ánh sáng mặt trời nhờ nhôm oxide chịu được khoảng nhiệt độ rộng. Phó giáo sư Tso giải thích: “Gốm làm từ nhôm oxide đem lại khả năng chống tia cực tím - mối quan tâm hàng đầu khi thiết kế vật liệu bức xạ thụ động dựa trên polymer. Vật liệu cũng sở hữu tính năng chống cháy vượt trội nhờ chịu được nhiệt độ vượt quá 1.000°C”.

Màu trắng mô phỏng bọ Cyphochilus cùng cấu trúc xốp tán xạ Mie (loại tán xạ trong đó đường kính hạt bằng hoặc lớn hơn bước sóng của bức xạ) giúp gốm nâng cao hiệu quả tổng thể: làm phân tán hầu hết bước sóng ánh sáng và đạt độ phản xạ ánh sáng mặt trời 99,6%.

Vật liệu mới cũng gây ấn tượng nhờ chống chịu được mọi thời tiết, bền chắc nên phù hợp sử dụng ngoài trời. Nhóm nghiên cứu qua thí nghiệm xác định lát gốm trên mái nhà sẽ làm giảm 20% điện năng cần dùng cho làm mát.

Chi phí thấp cùng độ bền khiến gốm làm mát trở thành ứng viên sáng giá để thương mại hóa cho nhiều ứng dụng, chủ yếu ở ngành xây dựng, trong tương lai gần, khi tình trạng nóng lên toàn cầu ngày một trầm trọng.