Nhà nghiên cứu Xiulin Ruan (trái) và Joseph Peoples sử dụng camera hồng ngoại để so sánh hiệu quả làm mát của mẫu sơn trắng trên mái nhà. Ảnh: ĐH Purdue/Jared Pike.

Nó sẽ được sử dụng để làm mát các bề mặt – tới mức thậm chí còn thấp hơn nhiệt độ môi trường, giúp cắt giảm đáng kể chi phí năng lượng để chạy điều hòa và cho các giải pháp hạ nhiệt khác.

Những bề mặt và vật thể màu trắng thường có đặc tính phản xạ ánh sáng tốt hơn. Về mặt lý thuyết, điều này có thể được khai thác để làm mát các công trình như tòa nhà. Có nghiên cứu còn chỉ ra: nếu mỗi tòa nhà đều được sơn màu trắng thì toàn bộ thành phố sẽ trở nên mát hơn trong những tháng hè nóng nực. Nhiều loại sơn làm mát bằng cách phản xạ bức xạ ánh sáng – sử dụng vật liệu thủy tinh, Teflon, hay phổ biến nhất là titanium dioxide (TiO2) – đã được nghiên cứu, chế tạo, song vẫn tồn tại một số hạn chế nhất định.

Các nhà khoa học tại Purdue đã phát triển một công thức mới. Họ sử dụng chất phụ gia canxi cacbonat (CaCO3) thay cho titanium dioxide vì nhiều hơn, rẻ hơn, hấp thụ ít tia cực tím hơn, và vì vậy mát hơn. Loại sơn cuối cùng đạt mật độ hạt khoảng 60%, với nhiều kích cỡ khác nhau, và có khả năng phản xạ ánh sáng mặt trời tốt hơn, lên tới 95,5% – tốt hơn nhiều so với những loại sơn khác đang được phát triển (chỉ đạt khoảng 80 – 90%), mặc dù vẫn kém kỷ lục 98% của vật liệu Teflon (có giá thành khá đắt).

Kết quả thử nghiệm ngoài trời trong hai ngày cho thấy: dưới ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp, bề mặt được phủ bằng loại sơn này vẫn mát hơn 1,7 °C so với nhiệt độ môi trường, với công suất làm mát đạt khoảng 37 W/m2 ; còn ban đêm là 10 °C. Trong một loạt các thử nghiệm khác, camera hồng ngoại đã cho thấy chênh lệch nhiệt độ rõ ràng giữa những hoa văn có cùng độ dày được phủ loại sơn mới và sơn thông thường.

Kết quả đo bằng camera hồng ngoại cho thấy: loại sơn trắng làm mát do các nhà nghiên cứu tại ĐH Purdue phát triển (mẫu màu tím, bên trái) cho hiệu quả cao hơn hẳn, ngay cả dưới ánh nắng chiếu trực tiếp, so với loại sơn trắng thông thường. Ảnh: ĐH. Purdue/Joseph Peoples.

Mặc dù cho hiệu suất làm mát tuyệt vời như vậy, nhưng vẫn cần thực hiện thêm nhiều nghiên cứu để đánh giá xem liệu loại sơn này có khả thi về mặt thương mại. Tuy nhiên, một thành viên trong nhóm là Xiulin Ruan lại rất tự tin: “Loại sơn của chúng tôi có khả năng tương thích tốt với quy trình sản xuất hiện hành, cho giá thành tương đương hoặc có thể còn thấp hơn. Nhưng điều quan trọng nhất là cần đảm bảo độ tin cậy để sơn có thể được sử dụng lâu dài ở ngoài trời.”

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Cell Reports Physical Science.

Phương Hiền