Phát triển loại xi măng mới giúp tiết kiệm năng lượng và cách nhiệt, mở ra hi vọng chống lại biến đổi khí hậu
Các nhà khoa học Trung Quốc và Mỹ đã phát triển một loại xi măng mới với hiệu quả cao, có khả năng làm giảm nhiệt độ trong nhà và hạn chế sự tích tụ nhiệt trong các tòa nhà, nhờ cấu trúc đặc biệt giúp phản xạ ánh sáng mặt trời.
Các tòa nhà bê tông trong đô thị hấp thụ ánh sáng mặt trời vào ban ngày, khiến không gian bên trong nóng lên, và tỏa nhiệt vào ban đêm. (Nguồn: Chosun Biz)
Các tòa nhà bê tông trong đô thị hấp thụ ánh sáng mặt trời vào ban ngày, khiến không gian bên trong nóng lên, và tỏa nhiệt vào ban đêm, khiến hiện tượng “đảo nhiệt đô thị” trở nên trầm trọng hơn. Đây cũng là lý do việc sử dụng điều hòa không khí tăng vọt vào mùa hè. Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang phát triển một loại vật liệu có chức năng tương tự như điều hòa nhằm làm mát các tòa nhà bê tông. Đây là một chất không hấp thụ nhiệt cũng không phát ra nhiệt, giúp hạ nhiệt độ của công trình.
Nghiên cứu được công bố mới đây trên tạp chí Science Advances cho thấy, vật liệu cải tiến này, được gọi là xi măng có cấu trúc photon, có thể giảm nhiệt độ trong nhà khoảng 5 độ C vào những ngày nắng nóng.
Khi xi măng đông cứng, trên bề mặt sẽ hình thành một cấu trúc dạng tinh thể giống với khoáng chất ettringite trong tự nhiên. Cấu trúc này có khả năng phản xạ mạnh với ánh sáng khả kiến (các bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong vùng quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường của con người) và truyền phần lớn bức xạ hồng ngoại trung bình, giúp nhiệt độ bên trong tòa nhà mát mẻ hơn ngay cả khi thời tiết ngoài trời oi bức.
Dự án do Giáo sư Miao Chanven thuộc Đại học Đông Nam (Trung Quốc) chủ trì, với sự hợp tác của các chuyên gia Mỹ. Sáng kiến này nhằm khắc phục một hạn chế lớn của xi măng truyền thống - vốn chỉ phản xạ được khoảng 30% ánh sáng mặt trời và nhiệt ở các vùng nhiệt đới nắng nóng, làm tăng đáng kể nhiệt độ công trình.
Để thử nghiệm vật liệu mới, các nhà nghiên cứu đã xây dựng các mô hình nhà nhỏ và đặt dưới ánh nắng mặt trời. Kết quả cho thấy tường làm bằng xi măng thông thường có thể đạt nhiệt độ tới 60–70 độ C vào thời điểm nắng nóng gay gắt, trong khi tường sử dụng xi măng cấu trúc photon duy trì ở mức 30–35 độ C, giúp giảm nhiệt độ trong nhà khoảng 5 độ C.
Theo các nhà nghiên cứu, công nghệ này có thể giảm đáng kể chi phí làm mát công trình, đồng thời là một công cụ hiệu quả chống lại biến đổi khí hậu. Vật liệu này không chỉ có thể áp dụng được ở các vùng nhiệt đới nóng mà còn ở các thành phố trên toàn thế giới, nơi đang đối mặt với hiệu ứng đảo nhiệt đô thị và nhu cầu tiết kiệm năng lượng.
Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh, loại xi măng này có thể đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả năng lượng và phát triển bền vững trong lĩnh vực xây dựng, mang đến không gian sống mát mẻ và dễ chịu hơn.
