Các thái cực của nhiệt ngày càng đe dọa trở thành chuẩn mực, các nhà khoa học đã phát minh ra một cách mới để phản xạ ánh sáng mặt trời và tỏa nhiệt từ các tòa nhà thẳng vào không gian.

Một vật liệu mới - và một khoa học mới gọi là nanophotonics - có thể đưa ra một cách cách mạng để hạ nhiệt các thành phố nướng của ngày mai.

Các nhà khoa học khí hậu đã nhiều lần cảnh báo rằng cực trị nhiệt lớn hơn sẽ trở thành tiêu chuẩnvà cũng như khi nhiệt độ tăng đến mức nguy hiểm tiềm tàng, chi phí năng lượng của đầu tư điều hòa mới sẽ phản hồi đáng kể vào sự nóng lên toàn cầu hơn.

Phát hành ấm áp

Nhưng Aaswath Raman, cộng tác viên nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Ginzton tại Đại học Stanford, California, báo cáo với các đồng nghiệp ở Thiên nhiên tạp chí cho rằng bảy lớp ôxít hafni và điôxít silic trên mái nhà có thể tạo ra một điều gì đó rất đáng ngạc nhiên.

Họ có thể phản xạ trực tiếp 97% ánh sáng mặt trời ra khỏi tòa nhà, đồng thời giải phóng hơi ấm theo tần số hồng ngoại chính xác để đi qua bầu khí quyển của Trái đất như thể nó ở đó.

Trong các thử nghiệm ban ngày ngoài trời kéo dài trong năm giờ, nhiệt độ trong cấu trúc bên dưới vật liệu mới đã giảm xuống 4.9 ° C dưới nhiệt độ bên ngoài. Và hiệu quả này đã đạt được mà không cần sử dụng điện.

Kỹ thuật mới này, mà các nhà khoa học gọi là làm mát bức xạ quang tử, có thể cung cấp những cách mới để bảo quản thực phẩm, làm lạnh vắc-xin và cứu mạng sống ở những vùng nhiệt đới nghèo nàn cách xa mọi nguồn cung cấp điện.

Những gì chúng ta đã làm là tạo ra một cách cho phép chúng ta sử dụng sự lạnh lẽo của vũ trụ như một cái tản nhiệt trong ngày

Carbon dioxide và các khí nhà kính khác hấp thụ ánh sáng hồng ngoại và do đó lưu trữ nhiệt từ nhiên liệu hóa thạch? nhưng không phải ở bước sóng từ 8 đến 13 micromet.

Vì cửa sổ trong suốt của bầu trời này có thể được khai thác trong bầu khí quyển để tỏa nhiệt trực tiếp vào không gian, nên các tác giả cho biết: Bóng tối lạnh của vũ trụ có thể được sử dụng như một nguồn nhiệt động lực tái tạo, ngay cả trong những giờ nóng nhất trong ngày.

Khoa học tương đối mới của vật liệu mới - và tính chất bất ngờ của vật liệu cũ khi được chế tạo thành lớp chỉ dày vài nguyên tử - tiếp tục gây ngạc nhiên.

Khoa học đã phân phối các tế bào quang điện biến ánh sáng trực tiếp thành các kim loại thông minh hiện tại có thể phát hiện ra các vết nứt của chính chúng và cả các loại vải chống nước giữ sạch vĩnh viễn.

Các nhà nghiên cứu Stanford bắt đầu với các lớp oxit hafnium - một vật liệu trơ đã được sử dụng trong chất bán dẫn và lớp phủ quang học - và silicon dioxide, một hợp chất còn được gọi là silica hoặc thạch anh, và được sử dụng rộng rãi cả trong vi điện tử và làm phụ gia thực phẩm.

Thuộc tính bất ngờ

Từ những thứ này, họ đã có thể tạo ra thời trang, trên một nền bạc mỏng, một màng siêu mỏng mang theo hai đặc tính bất ngờ: đó là một phản xạ gần như hoàn hảo của ánh sáng khả kiến ​​và một bộ phát hiệu quả cho ánh sáng hồng ngoại. Vải chỉ dày micrô 1.8 - một micron là một phần triệu mét - và có thể được phun lên các cấu trúc.

Có những vấn đề chưa được giải quyết. Điều thực tế đầu tiên là làm thế nào để đưa nhiệt từ bên trong tòa nhà vào lớp phủ bên ngoài mới, siêu hiệu quả. Thứ hai là tìm cách sản xuất đồ với số lượng công nghiệp, và sau đó tìm ra cách sử dụng nó hiệu quả nhất. Nhưng nó cung cấp một cách nghĩ mới về hiệu quả năng lượng.

Tất cả mọi vật thể tạo ra nhiệt đều phải thải nhiệt đó vào một bộ tản nhiệt Giáo sư Shanhui, Nhà khoa học Stanford và một trong những tác giả của báo cáo. “Những gì chúng tôi đã làm là tạo ra một cách cho phép chúng tôi sử dụng độ lạnh của vũ trụ như một tấm tản nhiệt vào ban ngày.”

– Mạng tin tức khí hậu

Lưu ý

Tim Radford là một nhà báo tự do. Anh ấy làm việc cho The Guardian cho 32 năm, trở thành (trong số những thứ khác) biên tập chữ, biên tập viên nghệ thuật, biên tập viên văn học và biên tập viên khoa học. Ông đã giành được Hiệp hội British Khoa học Nhà văn giải thưởng cho nhà văn khoa học của năm bốn lần. Ông phục vụ trong ủy ban Vương quốc Anh cho Thập kỷ quốc tế về giảm nhẹ thiên tai. Ông đã giảng về khoa học và các phương tiện truyền thông ở hàng chục thành phố của Anh và nước ngoài. 

Cuốn sách của tác giả này:

Khoa học thay đổi thế giới: Câu chuyện chưa được kể về cuộc cách mạng 1960 khác
Tim Radford.

Bấm vào đây để biết thêm thông tin và / hoặc đặt mua cuốn sách này trên Amazon. (Sách Kindle)