Cửa sổ kiểm soát ánh sáng lấy cảm hứng từ da mực

Cửa sổ do Đại học Kỹ thuật Toronto phát triển gồm nhiều lớp, mỗi lớp chứa các rãnh với chất lỏng có đặc tính quang học khác nhau.

Nhóm chuyên gia tại Đại học Kỹ thuật Toronto, Canada, phát triển "cửa sổ lỏng" với tiềm năng giảm chi phí năng lượng sử dụng cho việc sưởi ấm, làm mát và chiếu sáng, Interesting Engineering hôm 4/2 đưa tin. Thiết bị mới đạt được điều này nhờ tối ưu hóa bước sóng, cường độ và sự phân tán ánh sáng truyền qua cửa sổ. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).


Nguyên mẫu cửa sổ do Đại học Kỹ thuật Toronto chế tạo gồm nhiều lớp, mỗi lớp chứa các rãnh với chất lỏng có đặc tính quang học khác nhau. (Ảnh: Raphael Kay/Adrian So)

Nguyên mẫu gồm các tấm nhựa phẳng với những rãnh dày vài mm, có thể được bơm thêm chất lỏng. Chất lỏng cấu tạo từ các sắc tố, hạt hoặc phân tử khác tùy chỉnh để kiểm soát loại ánh sáng đi qua và hướng phân bố.

Các tấm nhựa có thể kết hợp thành một khối gồm nhiều lớp, mỗi lớp đảm nhiệm các chức năng khác nhau như kiểm soát cường độ, lọc bước sóng hoặc điều chỉnh sự tán xạ của ánh sáng truyền trong nhà.

Thiết kế này lấy cảm hứng trực tiếp từ một số loài mực có da chứa các lớp cơ quan chuyên biệt xếp chồng lên nhau, bao gồm tế bào sắc tố (chromatophore) - kiểm soát sự hấp thụ ánh sáng - và tế bào iridophore - ảnh hưởng đến sự phản xạ và độ óng ánh. Những yếu tố này kết hợp với nhau để tạo ra hành vi quang học độc đáo.

J. Alstan Jakubiec, thành viên nhóm nghiên cứu, xây dựng các mô hình máy tính chi tiết dựa trên những phép đo đạc của nguyên mẫu. Nhóm cũng xây dựng các thuật toán điều khiển khác nhau để kích hoạt hoặc dừng kích hoạt mỗi lớp, giúp đáp ứng với các điều kiện xung quanh thay đổi.

"Nếu chỉ có một lớp điều chỉnh sự truyền ánh sáng cận hồng ngoại, thậm chí chưa chạm đến phần ánh sáng khả kiến của quang phổ, chúng tôi đã tiết kiệm được khoảng 25% năng lượng sưởi ấm, làm mát và chiếu sáng hàng năm. Nếu có hai lớp, hồng ngoại và khả kiến, thì tỷ lệ này gần đạt 50%. Đây là những khoản tiết kiệm đáng kể", Raphael Kay, chuyên gia tại Đại học Kỹ thuật Toronto, nói.

"Chúng tôi cũng đang nghiên cứu cách mở rộng quy mô hệ thống hiệu quả để bao phủ được toàn bộ tòa nhà. Điều đó sẽ tốn nhiều công sức nhưng có thể thực hiện với các vật liệu đơn giản, không độc hại, chi phí thấp", Benjamin D. Hatton, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết. Ông hy vọng nghiên cứu mới sẽ là bước đệm cho các phương pháp quản lý năng lượng sáng tạo hơn trong các tòa nhà tương lai.

TIN CŨ HƠN
Hướng dẫn cách chọn hoa ly chơi Tết nhiều lộc lá đầu năm

Hướng dẫn cách chọn hoa ly chơi Tết nhiều lộc lá đầu năm

Nếu biết cách chăm sóc và đặc biệt là cách chọn hoa ly được những cành ly tươi mới, bình ly nhà bạn có thể trưng được từ 7-10 ngày vào lễ Tết.

Đăng ngày: 18/01/2026
Kỹ thuật trồng cây đu đủ sai quả quanh năm, ít sâu bệnh

Kỹ thuật trồng cây đu đủ sai quả quanh năm, ít sâu bệnh

Đu đủ không chỉ là loại quả có hương vị thơm ngon mà còn là phương thuốc quý giúp mọi người luôn khỏe mạnh. Kỹ thuật trồng cây đu đủ không khó có thể dễ dàng áp dụng cải thiện thu nhập gia đình.

Đăng ngày: 15/01/2026
Cách trồng cây quất trong chậu đơn giản nhất

Cách trồng cây quất trong chậu đơn giản nhất

Hàng năm cứ đến ngày tết là các gia đình lại đi mua sắm đào quất cũng bởi lẽ đó, quất ngon, quất đẹp. Vậy bạn có quan tâm đến kỹ thuật trồng cây quất trong chậu để sẵn sàng hái ra sử dụng không?

Đăng ngày: 03/01/2026
Kỹ thuật trồng hoa violet nở đúng dịp Tết chỉ vài bước đơn giản

Kỹ thuật trồng hoa violet nở đúng dịp Tết chỉ vài bước đơn giản

Hoa violet có tên khoa học là Saintpaulia, tên tiếng Anh là African violet. Đây là một loài hoa đẹp dễ trồng, nở quanh năm mà không tốn công chăm sóc.

Đăng ngày: 26/12/2025
Những ứng dụng của kim loại Bạc từ quá khứ đến hiện tại

Những ứng dụng của kim loại Bạc từ quá khứ đến hiện tại

Bạc là một trong những kim loại linh hoạt nhất trên Trái đất, với sự kết hợp độc đáo giữa các công dụng như một kim loại quý và kim loại công nghiệp.

Đăng ngày: 25/12/2025
Kỹ thuật trồng và chăm sóc bắp cải cảnh đổi phong cách trang trí ngày Tết

Kỹ thuật trồng và chăm sóc bắp cải cảnh đổi phong cách trang trí ngày Tết

Bắp cải cảnh là một loại cây cảnh độc, lạ, mới lên ngôi trong dịp Tết năm nay. Hãy cùng tìm hiểu kỹ thuật trồng cây và cách chăm sóc loại bắp cải cảnh mới lạ này.

Đăng ngày: 17/12/2025
Kinh nghiệm cho hoa mai nở đúng Tết

Kinh nghiệm cho hoa mai nở đúng Tết

Làm thế nào để hoa nở đúng vào dịp Tết? Đó là câu hỏi thường trực của các nhà vườn, bởi hoa nở đúng Tết đồng nghĩa với sẽ được giá bán.

Đăng ngày: 15/12/2025
Khoa Học News