Lớp sơn trắng nhất thế giới đủ mỏng để phủ lên ô tô và máy bay

Năm 2021, các kỹ sư tại Đại học Purdue, Hoa Kỳ đã sản xuất được loại sơn trắng nhất thế giới với khả năng phản xạ khoảng 98% ánh nắng mặt trời chiếu vào và do đó, có tiềm năng lớn mang lại hiệu quả năng lượng cho các tòa nhà. Hiện nay, nhóm nghiên cứu đã điều chỉnh một phần công thức và cho ra đời phiên bản sơn mỏng và nhẹ hơn, được cho là lý tưởng để sử dụng cho ô tô, tàu hỏa và máy bay.

Phiên bản sơn gốc siêu trắng có khả năng phản xạ ánh nắng mặt trời rất tốt nhờ có bari sulfat, hợp chất hóa học được sử dụng trong giấy ảnh và mỹ phẩm. Hợp chất này đã được bổ sung vào hỗn hợp dưới dạng các hạt nhiều kích thước với khả năng tán xạ ánh sáng khác nhau, cho phép sơn phản xạ nhiều hơn quang phổ của ánh nắng mặt trời đi tới.

Vật liệu này có hệ số phản xạ 98,1%, vượt xa hệ số phản xạ của các loại sơn phản xạ nhiệt thương mại hiện nay với hệ số phản xạ dao động từ 80 đến 90%. Trong các thử nghiệm trên bề mặt ngoài trời, nhóm nghiên cứu nhận thấy sơn có thể làm giảm đáng kể nhiệt độ bề mặt so với môi trường xung quanh và có khả năng tạo ra hiệu ứng làm mát sánh ngang máy điều hòa không khí thông dụng. Tuy nhiên, sơn lại có những hạn chế nhất định.

Xiulin Ruan, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Để đạt được mức độ làm mát bức xạ thấp hơn nhiệt độ môi trường xung quanh, chúng tôi đã phủ một lớp sơn dày ít nhất 400 micron. Sẽ tốt hơn nếu bạn phủ sơn lên một cấu trúc cố định chắc chắn như mái của một tòa nhà. Tuy nhiên, nhiều ứng dụng sẽ đòi hỏi độ chính xác hơn về kích thước và trọng lượng, do đó, sơn cần phải mỏng và nhẹ hơn”.

Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã đưa ra một công thức mới, trong đó, vật liệu chứa boron nitrit ở dạng khung nano lục giác, tạo ra độ phản xạ mặt trời ở mức 97,9%. Do đó, khả năng cảm ứng thấp hơn phiên bản gốc, nhưng nhờ vậy lớp sơn chỉ dày 150 micron. Lớp sơn mới không chỉ mỏng, mà còn có mật độ thấp hơn nên trọng lượng nhẹ hơn khoảng 80%.

George Chiu, giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Đại học Purdue và là đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: “Trọng lượng sơn nhẹ sẽ mở ra rất nhiều ứng dụng. Giờ đây, loại sơn này có thể làm mát mặt bên ngoài của máy bay, ô tô hoặc tàu hỏa. Chiếc máy bay đỗ trên đường băng vào một ngày hè nóng nực, sẽ không phải chạy điều hòa để làm mát bên trong, giúp tiết kiệm rất nhiều năng lượng”.

Nhóm nghiên cứu đã nộp đơn xin cấp sáng chế cho công nghệ này và dự kiến sẽ thảo luận để thương mại hóa sản phẩm sơn mới. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Cell Reports Physical Science.

N.P.D (NASATI), theo https://newatlas.com/materials/worlds-whitest-paint-thin-cars-planes/, 3/10/2022