Phát minh loại sơn nước mới nhẹ nhất thế giới

Trong một báo cáo khoa học xuất bản trên tạp chí Science Advances, các nhà nghiên cứu đứng đầu là ông Debashi Chanda đã công bố loại sơn chưa từng tồn tại – sơn cấu trúc.

Các tác giả của nghiên cứu đã lấy cảm hứng từ cách tạo ra màu sắc của tự nhiên để sáng tạo màu sắc của sơn. Không sử dụng các sắc tố giống con người, tự nhiên tạo ra màu bằng tô pô học, hay nói cách khác là tạo ra những cấu trúc đặc biệt phản lại những phổ ánh sáng cụ thể.  

Bởi lẽ màu cấu trúc có thể phủ một mặt phẳng lớn chỉ với một lớp vật chất mỏng và siêu nhẹ, nên các nhà khoa học khẳng định đây là nước sơn “nhẹ nhàng” nhất thế giới, về cả hai yếu tố khối lượng và nhiệt độ. Thứ sơn này chứa những bông nhôm, và trên cấu trúc bông nhôm này chứa những hạt nano nhôm còn bé hơn nữa. 

Quá trình tạo màu của loại sơn mới chính là dựa vào phân tử nhôm, chỉ có điều chúng được cắt thành những kích cỡ khác nhau, dao động với những bước sóng ánh sáng khác nhau.

Khi ánh sáng trắng chiếu vào những hạt nhôm nano, các electron trong kim loại bị kích thích – hoặc bị dao động hoặc bị cộng hưởng.  Việc phủ hạt nhôm lên bề mặt phản chiếu đã khiến bề mặt tạo ra màu sắc.

Với cân nặng không đáng kể, lớp sơn này có thể cắt giảm mức tiêu thụ nhiên liệu của phương tiện. Bên cạnh đó, thứ sơn mới được phát minh không hấp thu nhiệt giống sơn sắc tố thông thường, đồng thời chứa ít độc tố hơn sơn làm từ kim loại nặng.

Ông Chanda cho rằng loại sơn mới có thể tạo nên đột phá trong ngành hàng không. Một chiếc Boeing 747 cần trung bình 500 kilogram sơn để phủ hết các mặt phẳng, nhưng với loại sơn mới, nhà sản xuất máy bay chỉ cần 1,3 kilogram sơn để làm điều tương tự. Giảm trọng lượng đồng nghĩa với việc tiết kiệm nhiên liệu.

Thực tế chứng minh, khi hãng hàng không American Airlines bỏ đi 30 kilogram tài liệu hướng dẫn phi công trên mỗi chuyến bay, hàng năm họ đã tiết kiệm được tới 1,2 triệu USD chi phí vận hành. Năm 2021, American Airlines áp dụng loại sơn mới cho dòng máy bay 737, qua đó tiết kiệm được 1,1 triệu lít nhiên liệu.

Tuy nhiên được kỳ vọng, song việc sản xuất hàng loạt loại sơn mới không phải chuyện “một sớm một chiều”. Những dụng ban đầu đối với loại sơn mới có thể là đồ điện tử, các dây chuyền sản xuất nhạy cảm với nhiệt.