Đặc tính siêu việt của loại sơn có màu trắng "nhất thế giới"

Màu sơn siêu trắng, với đặc tính phản chiếu ánh sáng Mặt trời cực mạnh, mang tới tiềm năng ứng dụng lớn. (Nguồn: cnet.com)

Chúng ta đã chế tạo được màu trắng có độ trắng cao nhất và màu đen có độ đen lớn nhất. Vậy điều gì sẽ xảy ra tiếp theo?

Năm 2019, các nhà khoa học tới từ Học viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã phát minh ra màu đen có độ đen lớn nhất thế giới.

Đó là một màu tối đến mức khó tin, với khả năng hấp thụ 99,9% tất cả ánh sáng mà chúng ta có thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Màu đen này đánh bại cả Vantablack, một loại vật liệu từng được đánh giá là có màu đen nhất thế giới, được làm từ các ống nano carbon ép vào nhau chặt tới mức ánh sáng khó thoát ra ngoài.

[Tạo ra một loại sơn phủ mới giúp hạ nhiệt các tòa nhà]

Nói một cách đơn giản hơn, nếu bạn phủ một lớp sơn siêu đen này lên một chiếc thìa, sản phẩm cuối sẽ giống như một cái lỗ đen thui bí hiểm có hình dáng của một chiếc thìa đang nằm giữa căn bếp của bạn.

Về lâu dài, màu đen đáng kinh ngạc này hứa hẹn sẽ mang lại lợi ích cho các sản phẩm như kính thiên văn, máy ảnh và thậm chí là những chiếc iPhone thế hệ tiếp theo.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta có thứ ngược hoàn toàn với màu siêu đen?

Năm ngoái, một nhóm nghiên cứu khác đã trả lời câu hỏi này. Các nhà khoa học của Đại học Purdue đã tạo ra màu trắng với độ trắng vượt trội, phản chiếu tới 98,1% ánh sáng chiếu vào nó. Nhóm nghiên cứu thậm chí đã giành được một vị trí trong sách Kỷ lục Guinness thế giới.

Hình ảnh viên đá quý được che phủ dưới lớp sơn siêu đen trong nghiên cứu của MIT. (Nguồn: Cnet.com)

Có điều để ứng dụng được vào cuộc sống, loại sơn siêu trắng này cần phải đáp ứng một tiêu chí quan trọng: mỏng hơn.

Sau thời gian nghiên cứu, các nhà khoa học đứng sau loại sơn siêu trắng kể trên đã thay đổi cấu trúc hóa học để nó trở nên mỏng hơn. Giờ đây họ khẳng định sơn của mình đủ độ mỏng để trở thành lớp phủ cho các sản phẩm như ôtô, máy bay, tàu hỏa, thậm chí là áo phông.

Xiulin Ruan, giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Purdue và là tác giả của nghiên cứu nói với CNET: “Loại sơn mới không chỉ giúp tiết kiệm tiền mà còn giảm sử dụng năng lượng, từ đó giảm phát thải khí nhà kính. Không giống như các phương pháp làm mát khác, loại sơn này này phản chiếu ánh sáng Mặt Trời chứa nhiệt lượng lớn vào không gian sâu trong vũ trụ, qua đó trực tiếp làm hạ nhiệt hành tinh của chúng ta. Thật tuyệt vời khi chỉ một loại sơn có thể làm được tất cả những điều đó."

Công thức chế tạo sơn siêu trắng mới đã được nhóm nghiên cứu công bố trong một bài báo khoa học, được xuất bản hôm 10/10 trên tạp chí Cell Reports Physical Science.

Theo đó, các nhà khoa học đã tạo ra một loại vật liệu nano xốp, bao gồm thành phần bo nitrua, làm màu sơn. Chỉ cần sử dụng một lớp phủ bằng chất, với độ dày 150 micron (0,15 mm), là đủ để phản xạ 97,9% ánh sáng Mặt Trời.

Độ dày của loại sơn siêu trắng mới (bên phải) so với sơn siêu trắng ban đầu. (Nguồn: Cnet.com)

Công thức mới của sơn siêu trắng rất khác so với công thức trước đó của nhóm nghiên cứu, vốn sử dụng bari sulfat, một loại bột tinh thể màu trắng có chi phí thấp được biết đến với khả năng phản xạ ánh sáng cao.

Phiên bản sơn này yêu cầu độ dày của lớp phủ lên tới 400 micron (0,4 mm) để đạt được kết quả phản xạ mong muốn.

Ruan nói: “Loại sơn ban đầu vẫn rất tốt nếu bạn sơn một cấu trúc cố định vững chắc, chẳng hạn như phần mái của một tòa nhà. Nhưng trong các ứng dụng có yêu cầu chính xác về kích thước và trọng lượng, sơn cần phải mỏng hơn và nhẹ hơn."

George Chiu, giáo sư môn kỹ thuật cơ khí tại Purdue và là đồng tác giả của nghiên cứu nói về ứng dụng của loại sơn mới: “Một chiếc máy bay đỗ trên đường băng vào một ngày Hè nóng nực sẽ không phải chạy điều hòa nhiệt độ làm mát không gian bên trong nó (nhờ sơn mới) và qua đó tiết kiệm lượng lớn năng lượng. Tàu vũ trụ cũng phải nhẹ nhất có thể, và loại sơn này giúp điều đó xảy ra."

Nhóm nghiên cho biết sự quan tâm dành cho sản phẩm của họ là không nhỏ. Ruan nói: “Tôi đã được nhiều người liên hệ, từ các nhà sản xuất tàu vũ trụ đến các kiến trúc sư và cả những công ty sản xuất quần áo, giày dép. Họ chủ yếu có hai câu hỏi: Tôi có thể mua sản phẩm ở đâu, và liệu có thể khiến sơn loãng hơn được nữa không?"

Ông cho biết thêm rằng hiện loại sơn mới này chưa được bán ra ngoài thị trường. Nhưng đây là kịch bản khả thi trong tương lai./.