- Nguyên Lee – 1 tháng 5, 2024
Một ngày nắng nóng ở New York City (minh họa: Spencer Platt/Getty Images)
Trong thời buổi khó khăn, làm cái gì cũng phải tính đến hiệu quả kinh tế, ngay cả chi tiêu, chi phí cho sinh hoạt hàng ngày, trong đó có tiền điện, mà “nặng” nhất là máy lạnh, máy sưởi.
Trời nóng hừng hực mà phải ngồi làm việc thì thật là bực. Nắng nóng chiếu xuyên qua cửa sổ, càng nóng hơn. Mới đây, các nhà khoa học tìm ra cách làm cho cửa sổ chống lại cái nóng của ánh sáng mặt trời, bằng tính năng cách nhiệt.
Theo một bài báo mới trên tạp chí Cell Reports Physical Science, tính năng cách nhiệt của cửa sổ chính là lớp phủ cửa sổ đặc biệt, có khả năng ngăn chặn ánh sáng hồng ngoại và tia cực tím, nhưng vẫn cho phép ánh sáng xuyên qua. Tức là bạn vẫn nhìn thấy quang cảnh ngoài kia bình thường. Theo Newsweek.
Giải pháp này hạn chế lượng nhiệt lọt vào đến mức có thể giảm hơn một phần ba chi phí điện năng khi bạn mở máy lạnh lúc thời tiết nóng. Lớp phủ này có thể được sử dụng trên cửa sổ nhà, văn phòng và thậm chí cả xe hơi, đồng thời cho ánh sáng nhìn thấy bất kể góc nào của ánh nắng mặt trời, không giống như nhiều lớp phủ cửa sổ khác hiện có.
Những lớp phủ khác này thường chuyên dụng để ánh sáng chiếu vào cửa sổ theo chiều vuông góc, trong khi ánh sáng có xu hướng chiếu vào cửa sổ ở các góc xiên trong những giờ nóng nhất trong ngày.
Tác giả của thử nghiệm Tengfei Luo, giáo sư nghiên cứu năng lượng tại đại học University of Notre Dame, cho biết: “Góc giữa ánh nắng mặt trời và cửa sổ của bạn luôn thay đổi. Lớp phủ của chúng tôi duy trì chức năng và hiệu quả bất kể vị trí của mặt trời ở đâu.”
Trong bài báo, các nhà khoa học đã mô tả cách trước đây họ tạo ra lớp phủ cửa sổ trong suốt bằng cách xếp chồng các lớp silica, alumina và titan oxit cực mỏng trên nền thủy tinh, có tác dụng phản xạ ánh sáng hồng ngoại và tia cực tím. Họ cũng bổ sung thêm một lớp silicon polymer mỏng để tăng thêm khả năng cách nhiệt của lớp này.
Sau đó, họ xáo trộn các lớp thành một cấu hình cho phép ánh sáng khả kiến xuyên qua tốt nhất bằng tia hồng ngoại và tia cực tím phản xạ, tìm ra sự kết hợp lý tưởng bằng cách sử dụng một loại máy tính lượng tử được gọi là ủ lượng tử. Tiếp theo, họ xác nhận sự kết hợp bằng thực nghiệm.
Sản phẩm cuối cùng được phát hiện là cho phép tất cả ánh sáng nhìn thấy đi qua nhưng giảm nhiệt độ trong phòng mô hình từ 9.7 đến 13 độ F, bất kể góc ánh sáng ở vị trí nào.
Luo cho biết: “Giống như kính râm phân cực, lớp phủ của chúng tôi làm giảm cường độ ánh sáng tới, nhưng không giống như kính râm ở chỗ, lớp phủ vẫn rõ ràng và hiệu quả ngay cả khi bạn nghiêng nó ở các góc khác nhau.”
Theo bài báo, loại kính này có thể làm giảm hơn một phần ba năng lượng sử dụng để làm mát hàng năm.
Các tác giả viết trong bài báo: “Do khả năng mở rộng của cấu trúc phẳng và tính chọn lọc quang phổ góc rộng, cấu trúc quang tử này có thể thiết thực cho các ứng dụng trong thế giới thực và áp dụng chung cho các thiết kế vật liệu phức tạp có đặc tính phức tạp.”
