Vật liệu "bẫy" ánh sáng để làm tan băng mà không cần dùng điện

Đặc biệt, chiếc “bẫy” ánh sáng này có thể hoạt động cả trong điều kiện khí hậu thấp, sương mù và tuyết phủ, được thực hiện cả trong phòng thí nghiệm lẫn thực tế ngoài trời.

Hình ảnh băng tuyết mùa đông tại các xứ Âu Mỹ thường đem lại cho mọi người một nét đẹp thật lãng mạn, nhưng mấy ai biết đó cũng thật là một điều vô cùng bất tiện. Vì đó là một mối nguy hiểm và không an toàn cho máy bay, động cơ gió, đường dây điện…

PGS.TS. Kripa Varanasi thuộc Khoa Công nghệ Cơ khí của MIT, người đã sáng chế nên loại vật liệu chống bám băng.

Tại các sân bay, máy bay thì bị “đóng đinh” xuống đất vì không cất cánh được, mái nhà nào yếu có thể bị sập do băng tuyết phủ quá dày, và đường dây điện thì bị nứt vỡ do băng tuyết bám. Trước nay, giải pháp vẫn chỉ là phương cách thủ công truyền thống là cơ học hoặc hóa học, vừa tốn nhiều năng lượng lại vừa không thân thiện với môi trường.

Vì vậy mới đây, một nhóm nghiên cứu của Viện Công nghệ Massachusetts MIT đã phát triển một loại vật liệu chỉ sử dụng ánh sáng mặt trời để làm tan băng trên mái nhà và trên các đường dây điện.

Nhóm nghiên cứu do PGS.TS. Công nghệ Cơ khí Kripa Varanasi đứng đầu, đã tính toán rằng nếu biến ánh sáng mặt trời thành nhiệt thì sẽ đủ làm tan các lớp băng bám làm để băng trượt xuống mặt đất.

Thành quả thực nghiệm công trình của PGS.TS. Kripa Varanasi. Ảnh hàng trên cùng là khi băng đã tan chảy hết, chỉ còn lại giọt nước.

Để thực hiện điều này, nhóm nghiên cứu đã phát minh ra một loại vật liệu bao gồm tới ba lớp có thể dán hoặc phun lên các loại bề mặt. Lớp trên cùng là một loại vật liệu gốm tích hợp với ma trận kim loại có tính năng “bẫy” được tới 95 % ánh sáng và chuyển thành nhiệt làm tan chảy một phần băng tạo thành như một lớp bôi trơn mỏng cho băng dễ trôi tuột. Lớp tiếp theo bằng vật liệu nhôm sẽ lan tỏa nhiệt đều lên trên bề mặt bị băng bám. Và lớp thứ ba bằng vật liệu bọt cách nhiệt, có công dụng ngăn không cho nhiệt lan tỏa ngang làm giảm sự tan chảy của băng.

Đặc biệt, chiếc “bẫy” ánh sáng này có thể hoạt động cả trong điều kiện khí hậu thấp, sương mù và tuyết phủ. Nhóm nghiên cứu đã thực hiện các thử nghiệm trên vật liệu trong điều kiện ngoài trời, trong thế giới thực và các phép đo chi tiết trong phạm vi phòng thí nghiệm để chứng minh tính hiệu quả của hệ thống.

Theo trưởng nhóm nghiên cứu Kripa Varanasi, các ứng dụng đầu tiên sẽ được ưu tiên cho các mái nhà và các đường dây điện.