Phát minh có thể thay đổi ngành xây dựng: Một loại sơn chưa từng có với khả năng làm mát và thu nước từ không khí, không cần dùng năng lượng

Phát minh này được xem là bước đột phá trong lĩnh vực vật liệu bền vững, có thể giảm nhu cầu làm mát nhân tạo và cung cấp nguồn nước sạch tại những khu vực khan hiếm.

Công nghệ này được phát triển bởi nhóm nghiên cứu của Viện Nano Đại học Sydney phối hợp với công ty khởi nghiệp Dewpoint Innovations. Vật liệu mới có cấu trúc xốp vi mô đặc biệt, giúp phản xạ tới 97% ánh sáng mặt trời và bức xạ nhiệt ra khí quyển, giữ cho bề mặt sơn mát hơn tới 6°C so với nhiệt độ không khí xung quanh, ngay cả dưới nắng gắt.

Theo nhóm nghiên cứu, hiện tượng làm mát thụ động này tạo điều kiện lý tưởng để hơi nước trong không khí ngưng tụ thành giọt nước, tương tự như hơi nước đọng trên gương phòng tắm. Nhờ vậy, vật liệu không chỉ giúp công trình “tự làm mát” mà còn biến không khí thành nguồn nước sạch tại chỗ, không cần năng lượng hay thiết bị hỗ trợ.

Trong thí nghiệm ngoài trời kéo dài 6 tháng tại mái của Sydney Nanoscience Hub, lớp sơn polymer đã cho thấy khả năng tạo sương và thu giọt nước liên tục trong 32% số ngày trong năm, kể cả trong điều kiện khô hạn.
Khi đạt điều kiện lý tưởng, mỗi mét vuông bề mặt có thể thu tới 390 ml nước mỗi ngày, nghĩa là một mái nhà rộng 12 m2 có thể cung cấp đủ nước uống hàng ngày cho một người.

“Công nghệ này không chỉ mở rộng hiểu biết về sơn phản xạ nhiệt mà còn mở ra hướng đi mới cho nguồn nước sạch phân tán, giá rẻ và bền vững, điều mà nhân loại đang rất cần trong thời kỳ biến đổi khí hậu,” Giáo sư Antonio Neto, thuộc Viện Nano và Khoa Hóa học Đại học Sydney, cho biết.

Khác với các loại sơn phản xạ trước đây thường nhanh chóng xuống cấp, lớp phủ polymer mới duy trì hiệu quả làm mát và thu nước ổn định trong suốt thời gian thử nghiệm, không suy giảm hiệu suất dưới ánh nắng khắc nghiệt của Úc.

Tác giả chính của nghiên cứu, Tiến sĩ Ming Chiu, đồng thời là Giám đốc Công nghệ của Dewpoint Innovations, giải thích rằng vật liệu này đạt độ phản xạ cao nhờ cấu trúc xốp bên trong chứ không cần chất tạo màu hấp thụ tia cực tím. Cách thiết kế này giúp tăng khả năng phản xạ ánh sáng mà không gây chói, đồng thời loại bỏ các tác động môi trường thường thấy ở sơn công nghiệp chứa chất pigment.

Dewpoint Innovations hiện đang phát triển phiên bản sơn gốc nước có thể thi công bằng con lăn hoặc máy phun thông thường, hướng đến thương mại hóa trong vài năm tới. “Chúng tôi tự hào hợp tác với Đại học Sydney để biến công nghệ thu nước thụ động này thành giải pháp sơn ứng dụng thực tế, giúp biến mái nhà, công trình hạ tầng hay vùng xa xôi thành nguồn nước sạch đáng tin cậy,” Perzaan Mehta, Giám đốc điều hành Dewpoint, chia sẻ.

Nghiên cứu, đăng trên tạp chí Advanced Functional Materials, khẳng định vật liệu bền vững này không chỉ giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị và nhu cầu điều hòa, mà còn mang đến hy vọng cho những vùng chịu khủng hoảng nước ngày càng trầm trọng. Một ngày nào đó, những mái nhà được sơn loại polymer này có thể vừa làm mát, vừa “hái nước” từ không khí, góp phần giải quyết hai thách thức toàn cầu cùng lúc là nhiệt độ tăng và nước sạch cạn kiệt.