Phát triển lớp phủ thay đổi màu lấy cảm hứng từ tắc kè hoa có thể làm ấm và mát ngôi nhà

Tắc kè hoa Namaqua sống trên sa mạc có thủ thuật khá hay chính là thay đổi màu da để giữ mát khi nhiệt độ ngoài trời tăng và giữ ấm khi nhiệt độ giảm. Có nguồn gốc từ Tây Nam Châu Phi, tắc kè hoa có màu xám nhạt để phản ứng với nhiệt độ môi trường nóng. Làm như vậy giúp da không bị quá nóng khi phản chiếu bước sóng hồng ngoại của ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên, khi nhiệt độ giảm, da của loài bò sát này có màu nâu sẫm hấp thụ nhiệt.

Được dẫn dắt bởi Giáo sư Fuqiang Wang của Viện Công nghệ Cáp Nhĩ Tân, một nhóm nhà khoa học quốc tế đã bắt đầu tái tạo chức năng đó bằng lớp phủ chất lỏng thay đổi màu sắc có thể áp dụng cho mái nhà và tường bên ngoài của các ngôi nhà cũng như tòa nhà khác.

Đồ họa minh họa cách lớp phủ lấy cảm hứng từ tắc kè hoa phản ứng với nhiệt độ ngoài trời nóng và lạnh.

Kết quả là “lớp phủ làm mát bức xạ thích ứng với nhiệt độ” (TARCC) chứa các viên nang siêu nhỏ đầy polyvinylidene fluoride, một loại hóa chất thay đổi màu sắc để phản ứng với thay đổi về nhiệt độ. Để kiểm tra lớp phủ, các nhà nghiên cứu đã phủ nó lên hộp polystyrene phủ giấy nhôm, sau đó để khô thành màng. Khi màng đó được làm nóng đến 68 FF (20 oC), nó bắt đầu chuyển từ màu xám đậm sang màu xám nhạt. Khi đạt tới 86 FF (30 oC), nó trở nên nhẹ đến mức phản xạ tới 93% bức xạ mặt trời.

Trong một thử nghiệm tiếp theo, TARCC đã được áp dụng cho các cấu trúc ngoài trời giống như ngôi nhà thu nhỏ được theo dõi suốt cả bốn mùa. Để kiểm soát, các cấu trúc giống hệt nhau khác được phủ bằng sơn trắng thông thường, sơn làm mát bức xạ thụ động và gạch thép màu xanh. 

TARCC không chỉ mát hơn nhiều so với lớp sơn trắng và gạch thép trong nhiệt độ mùa hè nóng bức mà còn là vật liệu duy nhất có thể chuyển đổi giữa trạng thái sưởi và làm mát khi nhiệt độ ngoài trời dao động suốt cả ngày vào mùa xuân và mùa thu.

An Hạ