Siêu vật liệu làm mát sẽ thay thế máy lạnh trong tương lai?

Để giúp con người giảm nóng nực, hàng trăm triệu chiếc máy lạnh trên thế giới hiện nay đang gây thêm gánh nặng cho cuộc khủng hoảng khí hậu vì nhu cầu tiêu thụ năng lượng khổng lồ.

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), máy lạnh là nguyên nhân thải ra khoảng 1 tỉ tấn carbon dioxide mỗi năm, trong tổng số 37 tỉ tấn thải ra trên toàn thế giới. Các chuyên gia cho rằng có thể chấm dứt vòng luẩn quẩn này bằng cách phát triển máy lạnh ít tiêu tốn năng lượng hơn và tích hợp cho chúng thêm các kỹ thuật làm mát khác, thậm chí là thay thế máy lạnh bằng loại siêu vật liệu có khả năng làm mát không gian.

Máy lạnh đang tạo nên một vòng luẩn quẩn về việc chống lại sự nóng lên của trái đất.

Mới đây, siêu vật liệu đa chức năng Micro-photonic (PMMM) làm từ polymer do Viện nghiên cứu Karlsruhe (Đức) phát triển đã giải quyết được vấn đề này khi giúp tối ưu hóa việc sử dụng ánh sáng mặt trời trong nhà và làm mát thụ động.

Sử dụng bề mặt kính có thể làm sáng căn phòng nhưng cũng khiến nhiệt lượng tỏa ra quá nhiều. Siêu vật liệu đa chức năng Micro-photonic (PMMM) làm từ polymer do Viện nghiên cứu Karlsruhe (Đức) phát triển đã giải quyết được vấn đề này khi giúp tối ưu hóa việc sử dụng ánh sáng mặt trời trong nhà và làm mát thụ động. Siêu vật liệu có dạng màng mỏng có thể dán lên tấm kính thông thường. Nó có được những đặc tính đặc biệt nhờ cấu trúc cực nhỏ của bề mặt, được khắc họa tiết hình kim tự tháp, mỗi hình chỉ rộng 10 micron.

Những kim tự tháp nhỏ này phân tán 73% ánh sáng chiếu vào chúng, mang lại cho vật liệu vẻ ngoài mờ ảo, nhưng vẫn trong suốt với ánh sáng so với kính thông thường, với độ truyền ánh sáng 95% so với 91% thông thường của hầu hết loại kính. Tác giả chính của nghiên cứu Gan Huang cho biết: “Khi vật liệu sử dụng làm mái và tường sẽ mang lại không gian trong nhà sáng sủa nhưng không bị chói và bảo vệ sự riêng tư cho nơi làm việc, sinh hoạt. Khi sử dụng vật liệu trong nhà kính, độ truyền ánh sáng cao có thể tăng năng suất vì hiệu suất quang hợp được ước tính cao hơn 9% so với nhà kính có mái kính”

Siêu vật liệu còn có khả năng truyền nhiệt trực tiếp ra không gian bên ngoài, tạo ra hiện tượng làm mát bức xạ. Các thử nghiệm cho thấy vật liệu này giữ cho căn phòng mát hơn so với không khí xung quanh.