Một công nghệ mới đầy tương lai lấy cảm hứng từ những đám mây bồng bềnh có thể cách mạng hóa cách sưởi ấm và làm mát các tòa nhà mà không cần dùng đến điện.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Aalto ở Phần Lan gần đây đã phát triển một loại vật liệu mới mang tính đột phá gọi là "đám mây nano". Tuy nhiên, những "đám mây" này không hề mềm mại như bông - thay vào đó, chúng là những "siêu bề mặt" cực mỏng hoạt động giống như đám mây, biến bất kỳ bề mặt nào thành một bề mặt có khả năng điều chỉnh nhiệt độ.
Nghiên cứu về "đám mây nano" có thể thay đổi tương lai các công trình trong tương lai.
Lấy cảm hứng từ những đám mây thực thụ và thậm chí cả lông gấu Bắc Cực, những bề mặt đổi màu này có thể chuyển đổi giữa trạng thái trắng sáng để phản xạ ánh sáng mặt trời, giữ mát và trạng thái xám đậm để hấp thụ nhiệt, làm ấm. Những đám mây nano này có thể được ứng dụng trong mọi thứ, từ quần áo điều hòa nhiệt độ, sơn xe hơi, đến vật liệu xây dựng và công nghệ tàng hình mà không cần dùng điện.
Điều đặc biệt ấn tượng của đám mây nano là khả năng gần như tàng hình trong phổ hồng ngoại trung, vốn là dải mà các camera nhiệt sử dụng. Điều này khiến chúng trở thành một dạng "ngụy trang nhiệt" - một điều mà chưa bề mặt nào trước đây đạt được.
"Có một sự thúc đẩy mạnh mẽ trên toàn cầu hướng tới các giải pháp quản lý nhiệt độ thụ động, tiết kiệm năng lượng trong vật liệu xây dựng, thiết bị đeo, cảm biến và ứng dụng quốc phòng. Hệ thống mới phát minh này hoàn toàn phù hợp với các lĩnh vực mới nổi như làm mát bức xạ, lớp phủ thích ứng, sưởi ấm nhiệt và ngụy trang nhiệt trong bối cảnh áp lực khí hậu và an ninh", Đại học Aalto cho biết trong một bài báo công bố công nghệ này.
Trong khi các bề mặt trắng thông thường làm mát bằng cách phản xạ ánh sáng mặt trời, chúng vẫn phát sáng trong tầm nhìn nhiệt. Đám mây nano thì không, thay vào đó hoạt động như một đám mây, phản xạ ánh sáng mặt trời mà vẫn ẩn mình trước các cảm biến nhiệt. Ngược lại, các vật liệu màu đen hấp thụ ánh sáng mặt trời để làm nóng nhưng cũng phát sáng trên camera nhiệt do phát ra tia hồng ngoại. Đám mây nano cũng giải quyết được vấn đề này.
"Bề mặt xám này nóng hơn cả màu đen nhưng không phát ra nhiệt mà cảm biến nhiệt có thể nhìn thấy. Đây có thể là một bước ngoặt cho dệt may thông minh, vật liệu xây dựng và công nghệ ngụy trang", nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Moheb Abdelaziz nói.
Đám mây nano cung cấp phương pháp quản lý nhiệt độ một cách thông minh, không cần điện, giúp giảm ô nhiễm gây nóng lên toàn cầu và tiết kiệm hóa đơn năng lượng. Bằng cách phản xạ ánh sáng mặt trời khi trời nóng và hấp thụ nhiệt khi trời lạnh - tất cả đều không cần điện - đám mây nano có thể giảm đáng kể sự phụ thuộc vào các hệ thống sưởi ấm và làm mát tiêu tốn nhiều năng lượng. Điều này đồng nghĩa với ít ô nhiễm hơn từ các nguồn năng lượng bẩn như than đá và dầu mỏ, vốn là những tác nhân chính gây ra nhiệt độ toàn cầu tăng cao.
Bước tiếp theo, các nhà nghiên cứu đang nỗ lực để công nghệ này có thể phản hồi theo thời gian thực, giúp người dùng dễ dàng chuyển đổi trạng thái bề mặt bằng các lớp phủ thông minh.
Đây là một bước tiến lớn trong khoa học vật liệu và một ngày nào đó, nó có thể giúp các tòa nhà mát hơn, con người ấm hơn và trang bị quân sự biến mất khỏi cảm biến nhiệt, tất cả mà không cần tiêu tốn một đơn vị điện năng nào.