Lớp phủ mái nhà thông minh giúp điều hòa nhiệt độ

Nhóm kỹ sư đến từ phòng thí nghiệm Berkeley phát triển lớp phủ mái nhà có thể khiến tòa nhà trở nên ấm hơn hoặc mát hơn tùy theo thời tiết.

Khi trời nóng, vật liệu phản xạ ánh sáng Mặt trời và nhiệt độ. Tuy nhiên, tính năng làm mát thông qua phản xạ này tự động ngừng vào mùa đông. Nhờ đó, vật liệu mới giúp giảm mức năng lượng cần dùng để sưởi ấm và làm mát.

Lớp phủ mái nhà thông minh giúp điều hòa nhiệt độ
Mẫu vật lớp phủ TARC. (Ảnh: Thor Swift/Phòng thí nghiệm Berkeley)

Hệ thống làm mát qua phản xạ hoạt động bằng cách hút bức xạ nhiệt ra khỏi tòa nhà và phát tán vào không trung. Do những bước sóng này có thể truyền qua khí quyển, nhiệt lượng sẽ tản vào không gian ngay lập tức. Các phiên bản khác sử dụng bề mặt phản xạ như sơn siêu trắng để phân tán ánh sáng Mặt trời và nhiệt lượng, giúp tòa nhà mát hơn. Tuy những hệ thống như vậy hoạt động tốt trong việc làm mát nhà vào mùa hè, chúng cũng khiến ngôi nhà lạnh hơn vào mùa đông.

Loading...

Trong nghiên cứu mới công bố hôm 16/12 trên tạp chí Science, nhóm kỹ sư ở Phòng thí nghiệm Berkeley phát triển lớp phủ tự động chuyển sang giữ nhiệt khi nhiệt độ giảm. Họ gọi vật liệu này là lớp phủ phản xạ tùy chỉnh theo nhiệt độ (TARC). Chìa khóa của công nghệ này là hợp chất kỳ lạ mang tên vanadium dioxide (VO2). Năm 2017, nhóm nghiên cứu phát hiện đặc điểm khác thường của VO2. Khi đạt 67 độ C, vật liệu sẽ dẫn điện nhưng không truyền nhiệt, trái với quy luật vật lý đã biết.

Ý tưởng của nhóm nghiên cứu là khi thời tiết ấm lên, vật liệu sẽ hấp thụ và phản xạ ánh sáng. Nhưng khi thời tiết lạnh, vật liệu sẽ cho phép nhiệt truyền thẳng từ Mặt trời tới tòa nhà. Các nhà nghiên cứu thử nghiệm với các tấm TARC mỏng cỡ hai centimet vuông, sau đó so sánh với mẫu vật liệu mái màu sẫm và trắng. Họ dùng thiết bị không dây để đo thay đổi ở ánh sáng trực tiếp và nhiệt độ.

TARC hoạt động tốt ngoài dự kiến. Theo kết quả đo, TARC phản xạ khoảng 75% ánh sáng Mặt trời bất kể thời tiết, nhưng khi nhiệt độ xung quanh trên 30 độ C, vật liệu tản bớt 90% nhiệt lượng vào không trung. Nếu thời tiết lạnh dưới 15 độ C, TARC chỉ tản bớt khoảng 20% nhiệt lượng. Sử dụng dữ liệu thu thập được, nhóm nghiên cứu mô phỏng cách TARC hoạt động quanh năm ở 15 vùng khí hậu khác nhau trên khắp nước Mỹ và ước tính một hộ gia đình ở Mỹ có thể tiết kiệm trung bình khoảng 10% tiền điện nhờ sử dụng TARC.

Nhóm nghiên cứu cho biết, TARC có thể điều chỉnh để dùng như vật liệu điều hòa nhiệt độ trên xe hơi, thiết bị điện tử, vệ tinh, thậm chí vải may lều hoặc quần áo. Tiếp theo, các nhà nghiên cứu sẽ tiến hành thí nghiệm sử dụng nguyên mẫu TARC lớn hơn để kiểm tra tính thực tiễn khi dùng vật liệu làm lớp phủ mái nhà.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Công nghệ mắt sinh học mới có thể lấy lại thị lực cho người mù

Công nghệ mắt sinh học mới có thể lấy lại thị lực cho người mù

dự án mang tên Phoenix99 Bionic Eye của Đại học Sydney (Úc), hướng tới việc tạo ra giải pháp nhằm khôi phục một phần thị lực cho bệnh nhân bị suy giảm thị lực.

Đăng ngày: 21/12/2021
Vật liệu pin mặt trời mỏng gấp 15 lần tờ giấy

Vật liệu pin mặt trời mỏng gấp 15 lần tờ giấy

Các nhà nghiên cứu ở Đại học Stanford đang phát triển một vật liệu pin mặt trời mới hiệu quả mỏng hơn nhiều so với giấy.

Đăng ngày: 21/12/2021
Bàn tay robot đã có thể giống người như thế này thì tương lai Terminator đã gần hơn một bước

Bàn tay robot đã có thể giống người như thế này thì tương lai Terminator đã gần hơn một bước

Nhóm nghiên cứu cho biết bàn tay robot này có khả năng trợ giúp trong nhiều lĩnh vực đòi hỏi cả sức mạnh và sự tinh tế.

Đăng ngày: 20/12/2021
Loại vải mới tự mở lỗ thông khí khi người đổ mồ hôi

Loại vải mới tự mở lỗ thông khí khi người đổ mồ hôi

Nhờ các miếng lật tí hon và lớp bạc phủ bên ngoài, loại vải mới vừa giữ ấm tốt, vừa làm mát hiệu quả.

Đăng ngày: 20/12/2021
Thử nghiệm mới cho thấy, đồng xốp tiêu diệt vi khuẩn nhanh gấp 120 lần

Thử nghiệm mới cho thấy, đồng xốp tiêu diệt vi khuẩn nhanh gấp 120 lần

Trong thử nghiệm, loại đồng với cấu trúc đặc biệt có thể tiêu diệt gần như toàn bộ vi khuẩn tụ cầu vàng bám trên bề mặt trong 2 phút.

Đăng ngày: 20/12/2021
Chuyên gia Singapore phát triển pin giấy mềm dẻo có thể phân hủy sinh học

Chuyên gia Singapore phát triển pin giấy mềm dẻo có thể phân hủy sinh học

Các chuyên gia tại Đại học Công nghệ Nanyang phát triển loại pin mới có thể cung cấp điện liên tục kể cả khi bị bẻ cong hay vặn xoắn.

Đăng ngày: 17/12/2021
Tàu đệm từ đầu tiên sử dụng công nghệ từ trường vĩnh cửu của Trung Quốc

Tàu đệm từ đầu tiên sử dụng công nghệ từ trường vĩnh cửu của Trung Quốc

Tàu đệm từ trên cao thế hệ mới Xingguo của Trung Quốc hôm 14/12 đã rời dây chuyền lắp ráp tại thành phố Vũ Hán, tỉnh Hồ Bắc.

Đăng ngày: 17/12/2021
Tiêu điểm
Khoa Học News