Việc sử dụng điều hòa nhiệt độ luôn là một giải pháp chống nóng hiệu quả, nhưng sưởi ấm và làm mát các tòa nhà tiêu tốn một lượng lớn năng lượng. Vì vậy, các nhà khoa học đang nghiên cứu cách quản lý nhiệt độ bên trong một cách thụ động, và một trong những cách đơn giản nhất là chỉ sơn các tòa nhà và mái nhà màu trắng.
Vật lý cơ bản cho thấy rằng màu sáng hấp thụ ít ánh sáng hơn màu tối và do đó sẽ mát hơn. Trong những năm gần đây, các loại sơn siêu trắng mới đã được phát triển có khả năng phản chiếu hơn 95% ánh sáng mặt trời chiếu vào, ứng dụng tốt trong việc làm mát các tòa nhà, nhưng những lớp phủ này cũng có vài nhược điểm, bao gồm cả độ bền.
Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học tại Đại học Thành phố Hồng Kông (CityU) đã phát triển một loại vật liệu gốm làm mát mới hoạt động tốt hơn các loại vật liệu khác. Thay vì chỉ là một lớp sơn trắng, vật liệu này có độ phản xạ cao nhờ cấu trúc nano, giúp phân tán hiệu quả gần như toàn bộ quang phổ ánh sáng mặt trời – lấy cảm hứng từ loại bọ cánh cứng Cyphochilus. Điều này giúp vật liệu có độ phản xạ mặt trời là 99,6%, mức cao kỷ lục, cùng với mức phát xạ nhiệt hồng ngoại là 96,5%.
Nhóm nghiên cứu cho biết vật liệu này được làm từ Alumina – một loại nhôm oxide thường được ứng dụng trong các ngành khai khoáng, gốm sứ và khoa học vật liệu. Không chỉ làm giảm sự hấp thụ năng lượng mặt trời mà loại vật liệu gốm làm mát này còn bền hơn trước thời tiết. Nó chống lại sự xuống cấp do tiếp xúc với tia UV, vốn là điểm yếu của các vật liệu và lớp phủ làm mát thụ động khác, đồng thời tăng tốc độ bay hơi nước khỏi bề mặt, điều này bổ sung thêm hiệu ứng làm mát bay hơi. Vật liệu thậm chí còn có khả năng chống cháy nhờ chịu được nhiệt độ trên 1.000 °C.
Nhóm nghiên cứu cho biết: “Vật liệu gốm không chỉ đẹp mà khả năng làm mát của nó đáp ứng các yêu cầu đòi hỏi hiệu suất cao và các ứng dụng trong môi trường thực tế. Các thí nghiệm cho thấy rằng việc sử dụng gốm làm mát trên mái nhà có thể giảm hơn 20% điện năng để làm mát không gian, điều này khẳng định tiềm năng to lớn của gốm làm mát trong việc làm mát chủ động truyền thống và cung cấp giải pháp bền vững cho tránh tình trạng quá tải lưới điện, phát thải khí nhà kính và đảo nhiệt đô thị”.
Cuối cùng, các nhà nghiên cứu cũng cho biết vật liệu này có thể dễ dàng được sản xuất hàng loạt bằng cách sử dụng các vật liệu phổ biến như alumina. Và ngoài màu trắng, vật liệu này rõ ràng có thể được tạo ra với các màu sắc và hoa văn khác bằng cách thêm các lớp bổ sung.
