Mỹ phát triển loại vật liệu gỗ xây dựng tiết kiệm điện sưởi và làm mát

Theo Science, các nhà nghiên cứu tại Đại học Maryland và Đại học Colorado, Mỹ, đã phát triển một vật liệu xây dựng mới từ gỗ, có khả năng làm mát các căn phòng thêm 10°C.

Xét về mức độ tiêu thụ năng lượng, điều hòa không khí quả là không hiệu quả. Làm nóng và làm mát các phòng chiếm khoảng 48% mức tiêu thụ năng lượng và làm mát tốn kém hơn nhiều so với sưởi ấm. Khi trời nắng nóng, hầu hết các vật liệu đều tỏa nhiệt dưới dạng các photon ánh sáng hồng ngoại gần (IR), được hấp thụ bởi các phân tử không khí, khiến lưu giữ nhiệt trong phòng.

Trong các vật liệu bằng gỗ, lignin, polymer được lắng đọng bởi các tế bào gỗ và các sợi cellulose gắn chặt, góp phần chính trong việc tái bức xạ ánh sáng hồng ngoại gần. Nhiều vòng thơm của lignin hấp thụ ánh sáng cực tím và chuyển đổi nó thành các dao động nhiệt và các photon hồng ngoại gần.

Trong quá trình phân lớp gỗ, các nhà khoa học sử dụng dung dịch hydro peroxide làm chất nghiền các phân tử lignin dài thành các mảnh nhỏ. Lignin được rửa trôi khỏi gỗ và phần cellulose còn lại được ép và nén, qua đó, các nhà khoa học đã phát triển một vật liệu gỗ kết cấu có độ bền cơ học 404,3 megapascal, bền hơn gấp 8 lần gỗ tự nhiên.

Các sợi nano cellulose trong vật liệu mới này tán xạ bức xạ Mặt trời và phát ra bức xạ mạnh ở hồng ngoại sóng trung bình (MWIR), dẫn đến làm mát liên tục môi trường cả ngày lẫn đêm.

Qua thử nghiệm mô hình tác động tiềm năng của gỗ làm mát, các nhà khoa học thu được mức tiết kiệm năng lượng từ 20 đến 60%, tùy thuộc vào ánh nắng Mặt trời. Kết quả lớn nhất thu được ở vùng khí hậu nóng và khô. Tuy nhiên, loại vật liệu gỗ mới để ứng dụng rộng rãi trong xây dựng còn cần phải xử lý chống cháy và tăng độ bền.

Vũ Trung Hương